Day13_05_Java中的加解密之非对称加密

05_Java中的加解密之非对称加密

一.简介:

对称加密算法在加密和解密时使用的是同一个秘钥；而非对称加密算法需要两个密钥来进行加密和解密，这两个秘钥是公开密钥（public key，简称公钥）和私有密钥（private key，简称私钥）。

二.概念:

1976年，美国学者Dime和Henman为解决信息公开传送和密钥管理问题，提出一种新的密钥交换协议，允许在不安全的媒体上的通讯双方交换信息，安全地达成一致的密钥，这就是“公开密钥系统”。

与对称加密算法不同，非对称加密算法需要两个密钥：公开密钥（publickey）和私有密钥（privatekey）。公开密钥与私有密钥是一对，如果用公开密钥对数据进行加密，只有用对应的私有密钥才能解密；如果用私有密钥对数据进行加密，那么只有用对应的公开密钥才能解密。因为加密和解密使用的是两个不同的密钥，所以这种算法叫作非对称加密算法。

三.工作原理:

如下图所示，甲乙之间使用非对称加密的方式完成了重要信息的安全传输。


非对称加密工作过程简要示意图

1、乙方生成一对密钥（公钥和私钥）并将公钥向甲方公开。
2、得到该公钥的甲方使用该密钥对机密信息进行加密后再发送给乙方。
3、乙方再用自己保存的另一把专用密钥（私钥）对加密后的信息进行解密。乙方只能用其专用密钥（私钥）解密由对应的公钥加密后的信息。

在传输过程中，即使攻击者截获了传输的密文，并得到了乙的公钥，也无法破解密文，因为只有乙的私钥才能解密密文。

同样，如果乙要回复加密信息给，那么需要甲先公布甲的公钥给乙用于加密，甲自己保存甲的私钥用于解密。

四.优缺点:

非对称加密与对称加密相比，其安全性更好:对称加密的通信双方使用相同的秘钥，如果一方的秘钥遭泄露，那么整个通信就会被破解。而非对称加密使用一对秘钥，一个用来加密，一个用来解密，而且公钥是公开的，秘钥是自己保存的，不需要像对称加密那样在通信之前要先同步秘钥。

非对称加密的缺点是加密和解密花费时间长、速度慢，只适合对少量数据进行加密。

五.常用算法:

在非对称加密中使用的主要算法有：RSA、Elgamal、背包算法、Rabin、D-H、ECC（椭圆曲线加密算法）等。

不同算法的实现机制不同，可参考对应算法的详细资料。

六.RSA非对称加密算法:

1⃣️.概述:

RSA是目前最有影响力的公钥加密算法，该算法基于一个十分简单的数论事实：将两个大素数相乘十分容易，但那时想要对其乘积进行因式分解却极其困 难!

因此可以将乘积公开作为加密密钥，即公钥，而两个大素数组合成私钥。公钥是可发布的供任何人使用，私钥则为自己所有，供解密之用。

关于RSA其它需要了解的知识，参考维基百科:http://zh.wikipedia.org/zh-cn/RSA%E5%8A%A0%E5%AF%86%E6%BC%94%E7%AE%97%E6%B3%95
在项目开发中对于一些比较敏感的信息需要对其进行加密处理，我们就可以使用RSA这种非对称加密算法来对数据进行加密处理。

七.RSA算法工具类:

public class RSAUtil {
 //模
 private static final String MODULUS = "100631058000714094813874361191853577129731636346684218206605779824931626830750623070803100189781211343851763275329364056640619755337779928985272486091431384128027213365372009648233171894708338213168824861061809490615593530405056055952622249066180336803996949444124622212096805545953751253607916170340397933039";

 //公钥指数,2的16次方+1
 private static final String PUB_KEY = "65537";

 //私钥
 private static final String PRI_KEY = "26900155715313643087786516528374548998821559381075740707715132776187148793016466508650068087107695523642202737697714709374658856733792614490943874205956727606674634563665154616758939576547663715234643273055658829482813503959459653708062875625210008961239643775661357655599312857249418610810177817213648575161";


 //加密方法
 public static byte[] encrypt(byte[] content) {
     try{
         //得到一个RSA算法
         Cipher rsa = Cipher.getInstance("RSA");

         //得到一个产生key的工厂
         KeyFactory factory = KeyFactory.getInstance("RSA");

        //根据提供的模和指数来产生一个公钥的说明(要求)
        RSAPublicKeySpec publicKeySpec = new             RSAPublicKeySpec(new BigInteger(MODULUS), new BigInteger(PUB_KEY));

        //根据指定的要求产生对应的公钥
        PublicKey publicKey = factory.generatePublic(publicKeySpec);

        //利用公钥初始化rsa算法
        rsa.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, publicKey);

        //进行加密
        return rsa.doFinal(content);
     }catch (NoSuchAlgorithmException | NoSuchPaddingException |           
      InvalidKeySpecException | InvalidKeyException | 
      BadPaddingException | IllegalBlockSizeException e) {
         e.printStackTrace();
         return null;
     }
 }


 //解密方法
 public static byte[] decrypt(byte[] content) {
     try {
         //得到RSA加密算法
         Cipher rsa = Cipher.getInstance("RSA");

         //得到一个密钥生成工厂
         KeyFactory factory = KeyFactory.getInstance("RSA");

         //根据模和私钥来生成一个密钥规格
         RSAPrivateKeySpec privateKeySpec = new         RSAPrivateKeySpec(new BigInteger(MODULUS), new BigInteger(PRI_KEY));

         //生成私钥
         PrivateKey privateKey =factory.generatePrivate(privateKeySpec);

         //用私钥初始化rsa算法
         rsa.init(Cipher.DECRYPT_MODE, privateKey);

         //进行最终的解密
         return rsa.doFinal(content);
    } catch (NoSuchAlgorithmException | NoSuchPaddingException | 
         InvalidKeySpecException | InvalidKeyException | 
         BadPaddingException | IllegalBlockSizeException e) {
             e.printStackTrace();
    }
         return null;
  }
}