Java实现RSA非对称加密
RSA简介
诞生以前版本的加密思想
1976年以前，所有的加密方法都是同一种模式：
（1）甲方选择某一种加密规则，对信息进行加密；
（2）乙方使用同一种规则，对信息进行解密。
由于加密和解密使用同样规则（简称”密钥”），这被称为”对称加密算法”（Symmetric-key algorithm）。
这种加密模式有一个最大弱点：甲方必须把加密规则告诉乙方，否则无法解密。保存和传递密钥，就成了最头疼的问题。
加密新思想的提出
1976年，两位美国计算机学家Whitfield Diffie 和 Martin Hellman，提出了一种崭新构思，可以在不直接传递密钥的情况下，完成解密。这被称为”Diffie-Hellman密钥交换算法”。这个算法启发了其他科学家。人们认识到，加密和解密可以使用不同的规则，只要这两种规则之间存在某种对应关系即可，这样就避免了直接传递密钥。
这种新的加密模式被称为”非对称加密算法”。
（1）乙方生成两把密钥（公钥和私钥）。公钥是公开的，任何人都可以获得，私钥则是保密的。
（2）甲方获取乙方的公钥，然后用它对信息加密。
（3）乙方得到加密后的信息，用私钥解密。
如果公钥加密的信息只有私钥解得开，那么只要私钥不泄漏，通信就是安全的。
新加密方式RSA的诞生
1977年，三位数学家Rivest、Shamir 和 Adleman 设计了一种算法，可以实现非对称加密。这种算法用他们三个人的名字命名，叫做RSA算法。从那时直到现在，RSA算法一直是最广为使用的”非对称加密算法”。毫不夸张地说，只要有计算机网络的地方，就有RSA算法。
这种算法非常可靠，密钥越长，它就越难破解。根据已经披露的文献，目前被破解的最长RSA密钥是768个二进制位。也就是说，长度超过768位的密钥，还无法破解（至少没人公开宣布）。因此可以认为，1024位的RSA密钥基本安全，2048位的密钥极其安全。
关于更多加密思想的请移步 RSA简介
Base64加解密后 再RSA加解密Demo
public static void main(String[] args) {
Map map = new HashMap();
map = RSA.init();
System.out.println("公钥："+RSA.getPublicKey(map));
System.out.println("私钥："+RSA.getPrivateKey(map));
//由前四行代码获得公、私密钥
String publicKey = "别人传给你的或者生成的公钥字符串";
String privateKey = "私钥字符串";
String str = "你好goldlone, RSA!";
// 公钥加密，私钥解密
String enStr1 = RSAUtils .encryptByPublic(str, publicKey);
System.out.println("公钥加密后："+enStr1);
String deStr1 = RSAUtils .decryptByPrivate(enStr1, privateKey);
System.out.println("私钥解密后："+deStr1);
// 私钥加密，公钥解密
String enStr2 = RSAUtils .encryptByPrivate(str, privateKey);
System.out.println("私钥加密后："+enStr2);
String deStr2 = RSAUtils .decryptByPublic(enStr2, publicKey);
System.out.println("公钥解密后："+deStr2);
// 产生签名
String sign = sign(enStr2, privateKey);
System.out.println("签名:"+sign);
// 验证签名
boolean status = verify(enStr2, publicKey, sign);
System.out.println("状态:"+status);
} package com.cqzg168.scm.utils;
import javax.crypto.Cipher;
import java.security.*;
import java.security.interfaces.RSAPrivateKey;
import java.security.interfaces.RSAPublicKey;
import java.security.spec.PKCS8EncodedKeySpec;
import java.security.spec.X509EncodedKeySpec;
import java.util.Base64;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
public class RSAUtils {
//定义加密方式
public static final String KEY_RSA = "RSA";
//定义公钥关键词
public static final String KEY_RSA_PUBLICKEY = "RSAPublicKey";
//定义私钥关键词
public static final String KEY_RSA_PRIVATEKEY = "RSAPrivateKey";
//定义签名算法
private final static String KEY_RSA_SIGNATURE = "MD5withRSA";
/**
* 生成公私密钥对
*/
public static Map init() {
Map map = null;
try {
KeyPairGenerator generator = KeyPairGenerator.getInstance(KEY_RSA);
//设置密钥对的bit数，越大越安全，但速度减慢，一般使用512或1024
generator.initialize(1024);
KeyPair keyPair = generator.generateKeyPair();
// 获取公钥
RSAPublicKey publicKey = (RSAPublicKey) keyPair.getPublic();
// 获取私钥
RSAPrivateKey privateKey = (RSAPrivateKey) keyPair.getPrivate();
// 将密钥对封装为Map
map = new HashMap();
map.put(KEY_RSA_PUBLICKEY, publicKey);
map.put(KEY_RSA_PRIVATEKEY, privateKey);
} catch (NoSuchAlgorithmException e) {
e.printStackTrace();
}
return map;
}
/**
* 获取Base64编码的公钥字符串
*/
public static String getPublicKey(Map map) {
String str = "";
Key key = (Key) map.get(KEY_RSA_PUBLICKEY);
str = encryptBase64(key.getEncoded());
return str;
}
/**
* 获取Base64编码的私钥字符串
*/
public static String getPrivateKey(Map map) {
String str = "";
Key key = (Key) map.get(KEY_RSA_PRIVATEKEY);
str = encryptBase64(key.getEncoded());
return str;
}
/**
* BASE64 解码
*
* @param key 需要Base64解码的字符串
* @return 字节数组
*/
public static byte[] decryptBase64(String key) {
return Base64.getDecoder().decode(key);
}
/**
* BASE64 编码
*
* @param key 需要Base64编码的字节数组
* @return 字符串
*/
public static String encryptBase64(byte[] key) {
return new String(Base64.getEncoder().encode(key));
}
/**
* 公钥加密
*
* @param encryptingStr
* @param publicKeyStr
* @return
*/
public static String encryptByPublic(String encryptingStr, String publicKeyStr) {
try {
// 将公钥由字符串转为UTF-8格式的字节数组
byte[] publicKeyBytes = decryptBase64(publicKeyStr);
// 获得公钥
X509EncodedKeySpec keySpec = new X509EncodedKeySpec(publicKeyBytes);
// 取得待加密数据
byte[] data = encryptingStr.getBytes("UTF-8");
KeyFactory factory;
factory = KeyFactory.getInstance(KEY_RSA);
PublicKey publicKey = factory.generatePublic(keySpec);
// 对数据加密
Cipher cipher = Cipher.getInstance(factory.getAlgorithm());
cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, publicKey);
// 返回加密后由Base64编码的加密信息
return encryptBase64(cipher.doFinal(data));
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
return null;
}
/**
* 私钥解密
*
* @param encryptedStr
* @param privateKeyStr
* @return
*/
public static String decryptByPrivate(String encryptedStr, String privateKeyStr) {
try {
// 对私钥解密
byte[] privateKeyBytes = decryptBase64(privateKeyStr);
// 获得私钥
PKCS8EncodedKeySpec keySpec = new PKCS8EncodedKeySpec(privateKeyBytes);
// 获得待解密数据
byte[] data = decryptBase64(encryptedStr);
KeyFactory factory = KeyFactory.getInstance(KEY_RSA);
PrivateKey privateKey = factory.generatePrivate(keySpec);
// 对数据解密
Cipher cipher = Cipher.getInstance(factory.getAlgorithm());
cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, privateKey);
// 返回UTF-8编码的解密信息
return new String(cipher.doFinal(data), "UTF-8");
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
return null;
}
/**
* 私钥加密
*
* @param encryptingStr
* @param privateKeyStr
* @return
*/
public static String encryptByPrivate(String encryptingStr, String privateKeyStr) {
try {
byte[] privateKeyBytes = decryptBase64(privateKeyStr);
// 获得私钥
PKCS8EncodedKeySpec keySpec = new PKCS8EncodedKeySpec(privateKeyBytes);
// 取得待加密数据
byte[] data = encryptingStr.getBytes("UTF-8");
KeyFactory factory = KeyFactory.getInstance(KEY_RSA);
PrivateKey privateKey = factory.generatePrivate(keySpec);
// 对数据加密
Cipher cipher = Cipher.getInstance(factory.getAlgorithm());
cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, privateKey);
// 返回加密后由Base64编码的加密信息
return encryptBase64(cipher.doFinal(data));
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
return null;
}
/**
* 公钥解密
*
* @param encryptedStr
* @param publicKeyStr
* @return
*/
public static String decryptByPublic(String encryptedStr, String publicKeyStr) {
try {
// 对公钥解密
byte[] publicKeyBytes = decryptBase64(publicKeyStr);
// 取得公钥
X509EncodedKeySpec keySpec = new X509EncodedKeySpec(publicKeyBytes);
// 取得待加密数据
byte[] data = decryptBase64(encryptedStr);
KeyFactory factory = KeyFactory.getInstance(KEY_RSA);
PublicKey publicKey = factory.generatePublic(keySpec);
// 对数据解密
Cipher cipher = Cipher.getInstance(factory.getAlgorithm());
cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, publicKey);
// 返回UTF-8编码的解密信息
return new String(cipher.doFinal(data), "UTF-8");
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
return null;
}
/**
* 用私钥对加密数据进行签名
*
* @param encryptedStr
* @param privateKey
* @return
*/
public static String sign(String encryptedStr, String privateKey) {
String str = "";
try {
//将私钥加密数据字符串转换为字节数组
byte[] data = encryptedStr.getBytes();
// 解密由base64编码的私钥
byte[] bytes = decryptBase64(privateKey);
// 构造PKCS8EncodedKeySpec对象
PKCS8EncodedKeySpec pkcs = new PKCS8EncodedKeySpec(bytes);
// 指定的加密算法
KeyFactory factory = KeyFactory.getInstance(KEY_RSA);
// 取私钥对象
PrivateKey key = factory.generatePrivate(pkcs);
// 用私钥对信息生成数字签名
Signature signature = Signature.getInstance(KEY_RSA_SIGNATURE);
signature.initSign(key);
signature.update(data);
str = encryptBase64(signature.sign());
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
return str;
}
/**
* 校验数字签名
*
* @param encryptedStr
* @param publicKey
* @param sign
* @return 校验成功返回true，失败返回false
*/
public static boolean verify(String encryptedStr, String publicKey, String sign) {
boolean flag = false;
try {
//将私钥加密数据字符串转换为字节数组
byte[] data = encryptedStr.getBytes();
// 解密由base64编码的公钥
byte[] bytes = decryptBase64(publicKey);
// 构造X509EncodedKeySpec对象
X509EncodedKeySpec keySpec = new X509EncodedKeySpec(bytes);
// 指定的加密算法
KeyFactory factory = KeyFactory.getInstance(KEY_RSA);
// 取公钥对象
PublicKey key = factory.generatePublic(keySpec);
// 用公钥验证数字签名
Signature signature = Signature.getInstance(KEY_RSA_SIGNATURE);
signature.initVerify(key);
signature.update(data);
flag = signature.verify(decryptBase64(sign));
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
return flag;
}
}