Java中RSA非对称密钥加解密使用示例

一、简介：
RSA加密算法是最常用的非对称加密算法，CFCA在证书服务中离不了它。RSA是第一个比较完善的公开密钥算法，它既能用于加密，也能用于数字签名。这个算法经受住了多年深入的密码分析，虽然密码分析者既不能证明也不能否定RSA的安全性，但这恰恰说明该算法有一定的可信性，目前它已经成为最流行的公开密钥算法。

二、RSA的公钥、私钥的组成，以及加密、解密的公式可见于下表

三、使用方式：

①  假设A、B机器进行通信，已A机器为主；

②  A首先需要用自己的私钥为发送请求数据签名，并将公钥一同发送给B；

③  B收到数据后，需要用A发送的公钥进行验证，已确保收到的数据是未经篡改的；

④  B验签通过后，处理逻辑，并把处理结果返回，返回数据需要用A发送的公钥进行加密（公钥加密后，只能用配对的私钥解密）；

⑤  A收到B返回的数据，使用私钥解密，至此，一次数据交互完成。

四、代码示例：

1. 第一步获取私钥，为签名做准备。
   

   /**
        * 读取私钥  返回PrivateKey
        * @param path  包含私钥的证书路径
        * @param password  私钥证书密码
        * @return 返回私钥PrivateKey
        * @throws KeyStoreException
        * @throws NoSuchAlgorithmException
        * @throws CertificateException
        * @throws IOException
        * @throws UnrecoverableKeyException
        */
       private static PrivateKey getPrivateKey(String path,String password)
               throws KeyStoreException, NoSuchAlgorithmException, CertificateException,
               IOException, UnrecoverableKeyException {
           KeyStore ks = KeyStore.getInstance("PKCS12");
           FileInputStream fis = new FileInputStream(path);
           char[] nPassword = null;
           if ((password == null) || password.trim().equals("")) {
               nPassword = null;
           } else {
               nPassword = password.toCharArray();
           }
           ks.load(fis, nPassword);
           fis.close();
           Enumeration en = ks.aliases();
           String keyAlias = null;
           if (en.hasMoreElements()) {
               keyAlias = (String) en.nextElement();
           }
    
           return (PrivateKey) ks.getKey(keyAlias, nPassword);
       }

   
   
   
2. 签名示例  通过第一步得到的私钥，进行签名操作，具体请看以下代码：
   

   /**
        * 私钥签名： 签名方法如下：BASE64(RSA(MD5(src),privatekey))，其中src为需要签名的字符串，
   privatekey是商户的CFCA证书私钥。
        * @param plainText 待签名字符串
        * @param path 签名私钥路径
        * @param password  签名私钥密码
        * @return 返回签名后的字符串
        * @throws Exception
        */
       public static String sign(String plainText,String path,String password)
               throws Exception  {
           /*
            * MD5加密
            */
           MessageDigest md5 = MessageDigest.getInstance("MD5");
           md5.update(plainText.getBytes("utf-8"));
           byte[] digestBytes = md5.digest();
           /*
            * 用私钥进行签名 RSA
            * Cipher负责完成加密或解密工作，基于RSA
            */
           Cipher cipher = Cipher.getInstance("RSA/ECB/PKCS1Padding");
           //ENCRYPT_MODE表示为加密模式
           cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, getPrivateKey(path, password));
           //加密
           byte[] rsaBytes = cipher.doFinal(digestBytes);
           //Base64编码
           return Base64.byteArrayToBase64(rsaBytes);

   
   
   
3. B收到数据后，需要使用A提供的公钥信息进行验签，此处使用公钥的N、E进行验签
   首先通过公钥N、E得到公钥PublicKey，如下：
   

   /** 
        * 根据公钥n、e生成公钥
        * @param modulus   公钥n串
        * @param publicExponent  公钥e串
        * @return 返回公钥PublicKey
        * @throws Exception
        */
       public static PublicKey getPublickKey(String modulus, String publicExponent)
               throws Exception {
           KeySpec publicKeySpec = new RSAPublicKeySpec(
                   new BigInteger(modulus, 16), new BigInteger(publicExponent, 16));
           KeyFactory factory = KeyFactory.getInstance("RSA");
           PublicKey publicKey = factory.generatePublic(publicKeySpec);
           return publicKey;
       }

   
   

   得到公钥PublicKey后，再去验证签名，代码如下：

   /**
        * 用公钥证书进行验签
        * @param message  签名之前的原文
        * @param cipherText  签名
        * @param pubKeyn 公钥n串
        * @param pubKeye 公钥e串
        * @return boolean 验签成功为true,失败为false
        * @throws Exception
        */
       public static boolean verify(String message, String cipherText,String pubKeyn,
               String pubKeye) throws Exception {
           Cipher c4 = Cipher.getInstance("RSA/ECB/PKCS1Padding");
           // 根据密钥，对Cipher对象进行初始化,DECRYPT_MODE表示解密模式
           c4.init(Cipher.DECRYPT_MODE, getPublickKey(pubKeyn,pubKeye));
           // 解密
           byte[] desDecTextBytes = c4.doFinal(Base64.base64ToByteArray(cipherText));
           // 得到前置对原文进行的MD5
           String md5Digest1 = Base64.byteArrayToBase64(desDecTextBytes);
           MessageDigest md5 = MessageDigest.getInstance("MD5");
           md5.update(message.getBytes("utf-8"));
           byte[] digestBytes = md5.digest();
           // 得到商户对原文进行的MD5
           String md5Digest2 = Base64.byteArrayToBase64(digestBytes);
           // 验证签名
           if (md5Digest1.equals(md5Digest2)) {
               return true;
           } else {
               return false;
           }
       }

   
   

   至此，签名验签已经完毕

   
   
4. 提供一个从.cer文件读取公钥的方法：
   

   /**
        * 读取公钥cer
        * @param path .cer文件的路径  如：c:/abc.cer
        * @return  base64后的公钥串
        * @throws IOException
        * @throws CertificateException
        */
       public static String getPublicKey(String path) throws IOException,
       CertificateException{
           InputStream inStream = new FileInputStream(path);
           ByteArrayOutputStream out = new ByteArrayOutputStream();
           int ch;
           String res = "";
           while ((ch = inStream.read()) != -1) {
               out.write(ch);
           }
           byte[] result = out.toByteArray();
           res = Base64.byteArrayToBase64(result);
           return res;
       }

   
   
   
5. 附上所有代码： 点击下载

本文转自：霍森博客：http://www.huosen.net/archives/124.html