JAVA RSA与AES混合加密解密

背景：系统最近要上云，一部分数据是oracle数据库的，所以需要一个中转接口负责数据传输，接口数据需要保障安全，所以选择了RSA与AES结合的方式进行加密处理。

集百家之所长，最后得已实现。

目录

方案

RSA加密解密

AES加密解密

RAS与AES加密解密整合

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方案

       具体过程是先由接收方创建RSA密钥对，接收方通过Internet发送RSA公钥到发送方，同时保存RSA私钥。而发送方创建AES密钥，并用该AES密钥加密待传送的明文数据，同时用接受的RSA公钥加密AES密钥，最后把用RSA公钥加密后的AES密钥同密文一起通过Internet传输发送到接收方。当接收方收到这个被加密的AES密钥和密文后，首先调用接收方保存的RSA私钥，并用该私钥解密加密的AES密钥，得到AES密钥。最后用该AES密钥解密密文得到明文。
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RSA、AES加密原理

RSA加密解密

import javax.crypto.Cipher;
import java.io.IOException;
import java.security.*;
import java.security.spec.PKCS8EncodedKeySpec;
import java.security.spec.X509EncodedKeySpec;
import java.util.Base64;

public class RSAUtil {

    /**
     * 生成秘钥对
     * @return
     * @throws Exception
     */
    public static KeyPair getKeyPair() throws Exception {
        KeyPairGenerator keyPairGenerator = KeyPairGenerator.getInstance("RSA");
        keyPairGenerator.initialize(2048);
        KeyPair keyPair = keyPairGenerator.generateKeyPair();
        return keyPair;
    }

    /**
     * 获取公钥(Base64编码)
     * @param keyPair
     * @return
     */
    public static String getPublicKey(KeyPair keyPair){
        PublicKey publicKey = keyPair.getPublic();
        byte[] bytes = publicKey.getEncoded();
        return byte2Base64(bytes);
    }

    /**
     * 获取私钥(Base64编码)
     * @param keyPair
     * @return
     */
    public static String getPrivateKey(KeyPair keyPair){
        PrivateKey privateKey = keyPair.getPrivate();
        byte[] bytes = privateKey.getEncoded();
        return byte2Base64(bytes);
    }

    /**
     * 将Base64编码后的公钥转换成PublicKey对象
     * @param pubStr
     * @return
     * @throws Exception
     */
    public static PublicKey string2PublicKey(String pubStr) throws Exception{
        byte[] keyBytes = base642Byte(pubStr);
        X509EncodedKeySpec keySpec = new X509EncodedKeySpec(keyBytes);
        KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance("RSA");
        PublicKey publicKey = keyFactory.generatePublic(keySpec);
        return publicKey;
    }

    /**
     * 将Base64编码后的私钥转换成PrivateKey对象
     * @param priStr
     * @return
     * @throws Exception
     */
    public static PrivateKey string2PrivateKey(String priStr) throws Exception{
        byte[] keyBytes = base642Byte(priStr);
        PKCS8EncodedKeySpec keySpec = new PKCS8EncodedKeySpec(keyBytes);
        KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance("RSA");
        PrivateKey privateKey = keyFactory.generatePrivate(keySpec);
        return privateKey;
    }

    /**
     * 公钥加密
     * @param content
     * @param publicKey
     * @return
     * @throws Exception
     */
    public static byte[] publicEncrypt(byte[] content, PublicKey publicKey) throws Exception{
        Cipher cipher = Cipher.getInstance("RSA");
        cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, publicKey);
        byte[] bytes = cipher.doFinal(content);
        return bytes;
    }

    /**
     * 私钥解密
     * @param content
     * @param privateKey
     * @return
     * @throws Exception
     */
    public static byte[] privateDecrypt(byte[] content, PrivateKey privateKey) throws Exception{
        Cipher cipher = Cipher.getInstance("RSA");
        cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, privateKey);
        byte[] bytes = cipher.doFinal(content);
        return bytes;
    }

    /**
     * 字节数组转Base64编码
     * @param bytes
     * @return
     */
    public static String byte2Base64(byte[] bytes){
        return Base64.getEncoder().encodeToString(bytes);
    }

    /**
     * Base64编码转字节数组
     * @param base64Key
     * @return
     * @throws IOException
     */
    public static byte[] base642Byte(String base64Key) {
        return Base64.getDecoder().decode(base64Key);
    }
}

AES加密解密

import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.KeyGenerator;
import javax.crypto.SecretKey;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;
import java.util.Base64;

public class AESUtil {

    /**
     * 生成AES秘钥，然后Base64编码
     * @return
     * @throws Exception
     */
    public static String genKeyAES() throws Exception{
        KeyGenerator keyGen = KeyGenerator.getInstance("AES");
        keyGen.init(128);
        SecretKey key = keyGen.generateKey();
        String base64Str = byte2Base64(key.getEncoded());
        return base64Str;
    }

    /**
     * 将Base64编码后的AES秘钥转换成SecretKey对象
     * @param base64Key
     * @return
     * @throws Exception
     */
    public static SecretKey loadKeyAES(String base64Key) throws Exception{
        SecretKeySpec key = new SecretKeySpec(base64Key.getBytes("utf-8"), "AES");
        return key;
    }

    /**
     * 字节数组转Base64编码
     * @param bytes
     * @return
     */
    public static String byte2Base64(byte[] bytes){
        return Base64.getEncoder().encodeToString(bytes);
    }

    /**
     * Base64编码转字节数组
     * @param base64Key
     * @return
     */
    public static byte[] base642Byte(String base64Key) {
        return Base64.getDecoder().decode(base64Key);
    }

    /**
     * 加密
     * @param source
     * @param key
     * @return
     * @throws Exception
     */
    public static byte[] encryptAES(byte[] source, SecretKey key) throws Exception{
        Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES");
        cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key);
        return cipher.doFinal(source);
    }

    /**
     * 解密
     * @param source
     * @param key
     * @return
     * @throws Exception
     */
    public static byte[] decryptAES(byte[] source, SecretKey key) throws Exception{
        Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES");
        cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key);
        return cipher.doFinal(source);
    }

}

RAS与AES加密解密整合

public class TestAesAndRsa {
    //测试RSA与AES的结合。
    //					客户端用公钥加密AES秘钥，AES秘钥加密实际内容；
    //					服务端用私钥解密AES秘钥，AES秘钥解密实际内容
    public static void testAesAndRsa() throws Exception {
        //===============生成公钥和私钥，公钥传给客户端，私钥服务端保留==================
        //生成RSA公钥和私钥，并Base64编码，生成一次以后，就写死在配置文件或代码中，下次不再重新生成
        KeyPair keyPair = RSAUtil.getKeyPair();
        String publicKeyStr = RSAUtil.getPublicKey(keyPair);
        String privateKeyStr = RSAUtil.getPrivateKey(keyPair);
        System.out.println("RSA公钥Base64编码:" + publicKeyStr);
        System.out.println("RSA私钥Base64编码:" + privateKeyStr);

        //=================客户端=================
        //hello, i am infi, good night!  需要加密的实际内容
        String message = "hello, i am infi, good night!";
        //将Base64编码后的公钥转换成PublicKey对象
        PublicKey publicKey = RSAUtil.string2PublicKey(publicKeyStr);
        //生成AES秘钥，并Base64编码
        String aesKeyStr = AESUtil.genKeyAES();
        System.out.println("AES秘钥Base64编码:" + aesKeyStr);
        //用公钥加密AES秘钥
        byte[] publicEncrypt = RSAUtil.publicEncrypt(aesKeyStr.getBytes(), publicKey);
        //公钥加密AES秘钥后的内容Base64编码
        String publicEncryptStr = RSAUtil.byte2Base64(publicEncrypt);
        System.out.println("公钥加密AES秘钥并Base64编码的结果：" + publicEncryptStr);

        //将Base64编码后的AES秘钥转换成SecretKey对象
        SecretKey aesKey = AESUtil.loadKeyAES(aesKeyStr);
        //用AES秘钥加密实际的内容
        byte[] encryptAES = AESUtil.encryptAES(message.getBytes(), aesKey);
        //AES秘钥加密后的内容Base64编码
        String encryptAESStr = AESUtil.byte2Base64(encryptAES);
        System.out.println("AES秘钥加密实际的内容并Base64编码的结果：" + encryptAESStr);


        //##############	网络上传输的内容有Base64编码后的公钥加密AES秘钥的结果 和 Base64编码后的AES秘钥加密实际内容的结果   #################
        //##############	即publicEncryptStr和encryptAESStr	###################


        //===================服务端================
        //将Base64编码后的私钥转换成PrivateKey对象
        PrivateKey privateKey = RSAUtil.string2PrivateKey(privateKeyStr);
        //公钥加密AES秘钥后的内容(Base64编码)，进行Base64解码
        byte[] publicEncrypt2 = RSAUtil.base642Byte(publicEncryptStr);
        //用私钥解密,得到aesKey
        byte[] aesKeyStrBytes = RSAUtil.privateDecrypt(publicEncrypt2, privateKey);
        //解密后的aesKey
        String aesKeyStr2 = new String(aesKeyStrBytes);
        System.out.println("解密后的aesKey(Base64编码): " + aesKeyStr2);

        //将Base64编码后的AES秘钥转换成SecretKey对象
        SecretKey aesKey2 = AESUtil.loadKeyAES(aesKeyStr2);
        //AES秘钥加密后的内容(Base64编码)，进行Base64解码
        byte[] encryptAES2 = AESUtil.base642Byte(encryptAESStr);
        //用AES秘钥解密实际的内容
        byte[] decryptAES = AESUtil.decryptAES(encryptAES2, aesKey2);
        //解密后的实际内容
        System.out.println("解密后的实际内容: " + new String(decryptAES));
    }


}

参考：java实现RSA+AES的简单加密解密

以上为JAVA RSA与AES混合加密

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遇到问题：与我对接的系统是c#开发的，所以在对接的时候会遇到问题，AES解密会报错 Illegal key size or default parameters

c# RSA与AES加密解密

AES报错指南