Android网络传输中必用的两个加密算法:MD5 和 RSA

Android网络传输中必用的两个加密算法:MD5 和 RSA (附java完成测试代码)

MD5和RSA是网络传输中最常用的两个算法，了解这两个算法原理后就能大致知道加密是怎么一回事了。但这两种算法使用环境有差异，刚好互补。

一、MD5算法

首先MD5是不可逆的，只能加密而不能解密。比如明文是yanzi1225627,得到MD5加密后的字符串是:14F2AE15259E2C276A095E7394DA0CA9  但不能由后面一大串倒推出yanzi1225627.因此可以用来存储用户输入的密码在服务器上。现在下载文件校验文件是否中途被篡改也是用的它，原理参见：http://blog.csdn.net/forgotaboutgirl/article/details/7258109 无论在Android上还是pc上用java实现MD5都比较容易，因为java已经把它做到了java.security.MessageDigest里。下面是一个MD5Util.java类：

 "font-family:Comic Sans MS;font-size:18px;">package org.md5.util;

 import java.security.MessageDigest;
 public class MD5Util {
     public final static String getMD5String(String s) {
         char hexDigits[] = { '0', '1', '2', '3', '4',
                 '5', '6', '7', '8', '9',
                 'A', 'B', 'C', 'D', 'E', 'F' };
         try {
             byte[] btInput = s.getBytes();
             //获得MD5摘要算法的 MessageDigest 对象
             MessageDigest mdInst = MessageDigest.getInstance("MD5");
             //使用指定的字节更新摘要
             mdInst.update(btInput);
             //获得密文
             byte[] md = mdInst.digest();
             //把密文转换成十六进制的字符串形式
             int j = md.length;
             char str[] = new char[j * 2];
             int k = 0;
             for (int i = 0; i < j; i++) {
                 byte byte0 = md[i];
                 str[k++] = hexDigits[byte0 >>> 4 & 0xf];
                 str[k++] = hexDigits[byte0 & 0xf];
             }
             return new String(str);
         }
         catch (Exception e) {
             e.printStackTrace();
             return null;
         }
     }
 }

通过下面两行代码调用:

/************************************MD5加密测试*****************************/
String srcString = "yanzi1225627";
System.out.println("MD5加密后 = " + MD5Util.getMD5String(srcString));

二、RSA加密

RSA是可逆的，一个字符串可以经rsa加密后，经加密后的字符串传到对端如服务器上，再进行解密即可。前提是服务器知道解密的私钥，当然这个私钥最好不要再网络传输。RSA算法描述中需要以下几个变量:

1、p和q 是不相等的，足够大的两个质数。 p和q是保密的

2、n = p*q n是公开的

3、f(n) = (p-1)*(q-1)

4、e 是和f(n)互质的质数

5、计算参数d 

6、经过上面5步计算得到公钥KU=(e,n) 私钥KR=(d,n)

下面两篇文章对此有清晰的描述:

http://wenku.baidu.com/view/e53fbe36a32d7375a417801b.html

http://bank.hexun.com/2009-06-24/118958531.html

下面是java实现RSAUtil.java类:

 "font-family:Comic Sans MS;font-size:18px;">package org.rsa.util;

 import javax.crypto.Cipher;
 import java.security.*;
 import java.security.spec.RSAPublicKeySpec;
 import java.security.spec.RSAPrivateKeySpec;
 import java.security.spec.InvalidKeySpecException;
 import java.security.interfaces.RSAPrivateKey;
 import java.security.interfaces.RSAPublicKey;
 import java.io.*;
 import java.math.BigInteger;

 /**
  * RSA 工具类。提供加密，解密，生成密钥对等方法。
  * 需要到http://www.bouncycastle.org下载bcprov-jdk14-123.jar。
  * RSA加密原理概述
  * RSA的安全性依赖于大数的分解，公钥和私钥都是两个大素数（大于100的十进制位）的函数。
  * 据猜测，从一个密钥和密文推断出明文的难度等同于分解两个大素数的积
  * ===================================================================
  * （该算法的安全性未得到理论的证明）
  * ===================================================================
  * 密钥的产生：
  * 1.选择两个大素数 p,q ,计算 n=p*q;
  * 2.随机选择加密密钥 e ,要求 e 和 (p-1)*(q-1)互质
  * 3.利用 Euclid 算法计算解密密钥 d , 使其满足 e*d = 1(mod(p-1)*(q-1)) (其中 n,d 也要互质)
  * 4:至此得出公钥为 (n,e) 私钥为 (n,d)
  * ===================================================================
  * 加解密方法：
  * 1.首先将要加密的信息 m(二进制表示) 分成等长的数据块 m1,m2,...,mi 块长 s(尽可能大) ,其中 2^s
  * 2:对应的密文是： ci = mi^e(mod n)
  * 3:解密时作如下计算： mi = ci^d(mod n)
  * ===================================================================
  * RSA速度
  * 由于进行的都是大数计算，使得RSA最快的情况也比DES慢上100倍，无论 是软件还是硬件实现。
  * 速度一直是RSA的缺陷。一般来说只用于少量数据 加密。
  *文件名：RSAUtil.java
  *@author 董利伟
  *版本:
  *描述：
  *创建时间:2008-9-23 下午09:58:16
  *文件描述：
  *修改者：
  *修改日期：
  *修改描述：
  */
 public class RSAUtil {

     //密钥对
     private KeyPair keyPair = null;

     /**
      * 初始化密钥对
      */
     public RSAUtil(){
         try {
             this.keyPair = this.generateKeyPair();
         } catch (Exception e) {
             e.printStackTrace();
         }
     }

     /**
     * 生成密钥对
     * @return KeyPair
     * @throws Exception
     */
     private KeyPair generateKeyPair() throws Exception {
         try {
             KeyPairGenerator keyPairGen = KeyPairGenerator.getInstance("RSA",new org.bouncycastle.jce.provider.BouncyCastleProvider());
             //这个值关系到块加密的大小，可以更改，但是不要太大，否则效率会低
             final int KEY_SIZE = 1024;
             keyPairGen.initialize(KEY_SIZE, new SecureRandom());
             KeyPair keyPair = keyPairGen.genKeyPair();
             return keyPair;
         } catch (Exception e) {
             throw new Exception(e.getMessage());
         }

     }

     /**
     * 生成公钥
     * @param modulus
     * @param publicExponent
     * @return RSAPublicKey
     * @throws Exception
     */
     private RSAPublicKey generateRSAPublicKey(byte[] modulus, byte[] publicExponent) throws Exception {

         KeyFactory keyFac = null;
         try {
             keyFac = KeyFactory.getInstance("RSA", new org.bouncycastle.jce.provider.BouncyCastleProvider());
         } catch (NoSuchAlgorithmException ex) {
         throw new Exception(ex.getMessage());
         }
         RSAPublicKeySpec pubKeySpec = new RSAPublicKeySpec(new BigInteger(modulus), new BigInteger(publicExponent));
         try {
             return (RSAPublicKey) keyFac.generatePublic(pubKeySpec);
         } catch (InvalidKeySpecException ex) {
             throw new Exception(ex.getMessage());
         }

     }

     /**
     * 生成私钥
     * @param modulus
     * @param privateExponent
     * @return RSAPrivateKey
     * @throws Exception
     */
     private RSAPrivateKey generateRSAPrivateKey(byte[] modulus, byte[] privateExponent) throws Exception {
         KeyFactory keyFac = null;
         try {
             keyFac = KeyFactory.getInstance("RSA", new org.bouncycastle.jce.provider.BouncyCastleProvider());
         } catch (NoSuchAlgorithmException ex) {
             throw new Exception(ex.getMessage());
         }
         RSAPrivateKeySpec priKeySpec = new RSAPrivateKeySpec(new BigInteger(modulus), new BigInteger(privateExponent));
         try {
             return (RSAPrivateKey) keyFac.generatePrivate(priKeySpec);
         } catch (InvalidKeySpecException ex) {
             throw new Exception(ex.getMessage());
         }
     }

     /**
     * 加密
     * @param key 加密的密钥
     * @param data 待加密的明文数据
     * @return 加密后的数据
     * @throws Exception
     */
     public byte[] encrypt(Key key, byte[] data) throws Exception {
         try {
             Cipher cipher = Cipher.getInstance("RSA", new org.bouncycastle.jce.provider.BouncyCastleProvider());
             cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key);
             //获得加密块大小，如:加密前数据为128个byte，而key_size=1024 加密块大小为127 byte,加密后为128个byte;
             //因此共有2个加密块，第一个127 byte第二个为1个byte
             int blockSize = cipher.getBlockSize();
             int outputSize = cipher.getOutputSize(data.length);//获得加密块加密后块大小
             int leavedSize = data.length % blockSize;
             int blocksSize = leavedSize != 0 ? data.length / blockSize + 1 : data.length / blockSize;
             byte[] raw = new byte[outputSize * blocksSize];
             int i = 0;
             while (data.length - i * blockSize > 0) {
                 if (data.length - i * blockSize > blockSize)
                 cipher.doFinal(data, i * blockSize, blockSize, raw, i * outputSize);
                 else
                 cipher.doFinal(data, i * blockSize, data.length - i * blockSize, raw, i * outputSize);
                 //这里面doUpdate方法不可用，查看源代码后发现每次doUpdate后并没有什么实际动作除了把byte[]放到ByteArrayOutputStream中
                 //，而最后doFinal的时候才将所有的byte[]进行加密，可是到了此时加密块大小很可能已经超出了OutputSize所以只好用dofinal方法。
                 i++;
             }
             return raw;
         } catch (Exception e) {
         throw new Exception(e.getMessage());
         }
     }

     /**
     * 解密
     * @param key 解密的密钥
     * @param raw 已经加密的数据
     * @return 解密后的明文
     * @throws Exception
     */
     public byte[] decrypt(Key key, byte[] raw) throws Exception {
         try {
             Cipher cipher = Cipher.getInstance("RSA", new org.bouncycastle.jce.provider.BouncyCastleProvider());
             cipher.init(cipher.DECRYPT_MODE, key);
             int blockSize = cipher.getBlockSize();
             ByteArrayOutputStream bout = new ByteArrayOutputStream(64);
             int j = 0;
             while (raw.length - j * blockSize > 0) {
                 bout.write(cipher.doFinal(raw, j * blockSize, blockSize));
                 j++;
             }
             return bout.toByteArray();
         } catch (Exception e) {
             throw new Exception(e.getMessage());
         }
     }

     /**
      * 返回公钥
      * @return
      * @throws Exception
      */
     public RSAPublicKey getRSAPublicKey() throws Exception{

         //获取公钥
         RSAPublicKey pubKey = (RSAPublicKey) keyPair.getPublic();
         //获取公钥系数(字节数组形式)
         byte[] pubModBytes = pubKey.getModulus().toByteArray();
         //返回公钥公用指数(字节数组形式)
         byte[] pubPubExpBytes = pubKey.getPublicExponent().toByteArray();
         //生成公钥
         RSAPublicKey recoveryPubKey = this.generateRSAPublicKey(pubModBytes,pubPubExpBytes);
         return recoveryPubKey;
     }

     /**
      * 获取私钥
      * @return
      * @throws Exception
      */
     public RSAPrivateKey getRSAPrivateKey() throws Exception{

         //获取私钥
         RSAPrivateKey priKey = (RSAPrivateKey) keyPair.getPrivate();
         //返回私钥系数(字节数组形式)
         byte[] priModBytes = priKey.getModulus().toByteArray();
         //返回私钥专用指数(字节数组形式)
         byte[] priPriExpBytes = priKey.getPrivateExponent().toByteArray();
         //生成私钥
         RSAPrivateKey recoveryPriKey = this.generateRSAPrivateKey(priModBytes,priPriExpBytes);
         return recoveryPriKey;
     }



 }

测试代码:

/****************************RSA加密解密测试********************************/
try {
RSAUtil rsa = new RSAUtil();
String str = "yanzi1225627";
RSAPublicKey pubKey = rsa.getRSAPublicKey();
RSAPrivateKey priKey = rsa.getRSAPrivateKey();
byte[] enRsaBytes = rsa.encrypt(pubKey,str.getBytes());
String enRsaStr = new String(enRsaBytes, "UTF-8");
System.out.println("加密后==" + enRsaStr);
System.out.println("解密后==" + new String(rsa.decrypt(priKey, rsa.encrypt(pubKey,str.getBytes()))));
} catch (Exception e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}

下面是执行结果:

加密后==s?ko?1@lo????BJ?iE???1Ux?Kx&??=??n
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解密后==yanzi1225627