1. 问题
今天在写一段RSA加解密的代码，代码本身不复杂。
private static final String RSA = "RSA";
private static final String UTF8 = "UTF-8";
private static final String KEY_STORE = "PKCS12";
private static final String X509 = "X.509";
private static final int MAX_ENCRYPT_BLOCK = 117;
private static final int MAX_DECRYPT_BLOCK = 128;
public static byte[] encryptToBase64(byte[] originalContent, Key key) throws NoSuchPaddingException,
NoSuchAlgorithmException, InvalidKeyException, IOException, BadPaddingException, IllegalBlockSizeException {
Cipher cipher = Cipher.getInstance(key.getAlgorithm());
cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key);
//cipher一次能加密的长度有限制，因此需要分段加密
byte[] originalBytes = originalContent;
int totalLength = originalBytes.length;
int offset = 0;
ByteArrayOutputStream resultStream = new ByteArrayOutputStream();
while (totalLength > offset) {
byte[] encryptedBlock = cipher.doFinal(
originalBytes, offset, Math.min(totalLength - offset, RSAUtils.MAX_ENCRYPT_BLOCK));
resultStream.write(encryptedBlock);
offset = offset + RSAUtils.MAX_ENCRYPT_BLOCK;
}
byte[] encryptedContent = resultStream.toByteArray();
return encryptedContent;
}
public static byte[] decryptFromBase64(byte[] encryptedContent, Key key) throws NoSuchPaddingException,
NoSuchAlgorithmException, InvalidKeyException, IOException, BadPaddingException, IllegalBlockSizeException {
Cipher cipher = Cipher.getInstance(key.getAlgorithm());
cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key);
//cipher一次能解密的长度有限制，因此需要分段解密
byte[] encryptedBytes = encryptedContent;
int totalLength = encryptedBytes.length;
int offset = 0;
ByteArrayOutputStream resultStream = new ByteArrayOutputStream();
while (totalLength > offset) {
int blockLength = Math.min(totalLength - offset, RSAUtils.MAX_DECRYPT_BLOCK);
byte[] decryptedBlock = cipher.doFinal(encryptedBytes, offset, blockLength);
resultStream.write(decryptedBlock);
offset = offset + RSAUtils.MAX_DECRYPT_BLOCK;
}
resultStream.close();
byte[] originalContent = resultStream.toByteArray();
return originalContent;
}
但是在执行单元测试的时候，总是报如下的错误
javax.crypto.BadPaddingException: Decryption error
at sun.security.rsa.RSAPadding.unpadV15(RSAPadding.java:379)
at sun.security.rsa.RSAPadding.unpad(RSAPadding.java:290)
at com.sun.crypto.provider.RSACipher.doFinal(RSACipher.java:365)
at com.sun.crypto.provider.RSACipher.engineDoFinal(RSACipher.java:391)
at javax.crypto.Cipher.doFinal(Cipher.java:2226)
at wang.afrag.base.util.RSAUtils.decryptFromBase64(RSAUtils.java:72)
at wang.afrag.base.util.RSAUtilsTest.testEncrypt(RSAUtilsTest.java:86)
at sun.reflect.NativeMethodAccessorImpl.invoke0(Native Method)
at sun.reflect.NativeMethodAccessorImpl.invoke(NativeMethodAccessorImpl.java:62)
at sun.reflect.DelegatingMethodAccessorImpl.invoke(DelegatingMethodAccessorImpl.java:43)
at java.lang.reflect.Method.invoke(Method.java:498)
at org.junit.platform.commons.util.ReflectionUtils.invokeMethod(ReflectionUtils.java:686)
at org.junit.jupiter.engine.execution.MethodInvocation.proceed(MethodInvocation.java:60)
at org.junit.jupiter.engine.execution.InvocationInterceptorChain$ValidatingInvocation.proceed(InvocationInterceptorChain.java:131)
at org.junit.jupiter.engine.extension.TimeoutExtension.intercept(TimeoutExtension.java:149)
at org.junit.jupiter.engine.extension.TimeoutExtension.interceptTestableMethod(TimeoutExtension.java:140)
at org.junit.jupiter.engine.extension.TimeoutExtension.interceptTestMethod(TimeoutExtension.java:84)
at org.junit.jupiter.engine.execution.ExecutableInvoker$ReflectiveInterceptorCall.lambda$ofVoidMethod$0(ExecutableInvoker.java:115)
at org.junit.jupiter.engine.execution.ExecutableInvoker.lambda$invoke$0(ExecutableInvoker.java:105)
at org.junit.jupiter.engine.execution.InvocationInterceptorChain$InterceptedInvocation.proceed(InvocationInterceptorChain.java:106)
at org.junit.jupiter.engine.execution.InvocationInterceptorChain.proceed(InvocationInterceptorChain.java:64)
at org.junit.jupiter.engine.execution.InvocationInterceptorChain.chainAndInvoke(InvocationInterceptorChain.java:45)
at org.junit.jupiter.engine.execution.InvocationInterceptorChain.invoke(InvocationInterceptorChain.java:37)
at org.junit.jupiter.engine.execution.ExecutableInvoker.invoke(ExecutableInvoker.java:104)
at org.junit.jupiter.engine.execution.ExecutableInvoker.invoke(ExecutableInvoker.java:98)
at org.junit.jupiter.engine.descriptor.TestMethodTestDescriptor.lambda$invokeTestMethod$6(TestMethodTestDescriptor.java:212)
at org.junit.platform.engine.support.hierarchical.ThrowableCollector.execute(ThrowableCollector.java:73)
at org.junit.jupiter.engine.descriptor.TestMethodTestDescriptor.invokeTestMethod(TestMethodTestDescriptor.java:208)
at org.junit.jupiter.engine.descriptor.TestMethodTestDescriptor.execute(TestMethodTestDescriptor.java:137)
at org.junit.jupiter.engine.descriptor.TestMethodTestDescriptor.execute(TestMethodTestDescriptor.java:71)
at org.junit.platform.engine.support.hierarchical.NodeTestTask.lambda$executeRecursively$5(NodeTestTask.java:135)
at org.junit.platform.engine.support.hierarchical.ThrowableCollector.execute(ThrowableCollector.java:73)
at org.junit.platform.engine.support.hierarchical.NodeTestTask.lambda$executeRecursively$7(NodeTestTask.java:125)
at org.junit.platform.engine.support.hierarchical.Node.around(Node.java:135)
at org.junit.platform.engine.support.hierarchical.NodeTestTask.lambda$executeRecursively$8(NodeTestTask.java:123)
at org.junit.platform.engine.support.hierarchical.ThrowableCollector.execute(ThrowableCollector.java:73)
at org.junit.platform.engine.support.hierarchical.NodeTestTask.executeRecursively(NodeTestTask.java:122)
at org.junit.platform.engine.support.hierarchical.NodeTestTask.execute(NodeTestTask.java:80)
at java.util.ArrayList.forEach(ArrayList.java:1259)
at org.junit.platform.engine.support.hierarchical.SameThreadHierarchicalTestExecutorService.invokeAll(SameThreadHierarchicalTestExecutorService.java:38)
at org.junit.platform.engine.support.hierarchical.NodeTestTask.lambda$executeRecursively$5(NodeTestTask.java:139)
at org.junit.platform.engine.support.hierarchical.ThrowableCollector.execute(ThrowableCollector.java:73)
at org.junit.platform.engine.support.hierarchical.NodeTestTask.lambda$executeRecursively$7(NodeTestTask.java:125)
at org.junit.platform.engine.support.hierarchical.Node.around(Node.java:135)
at org.junit.platform.engine.support.hierarchical.NodeTestTask.lambda$executeRecursively$8(NodeTestTask.java:123)
at org.junit.platform.engine.support.hierarchical.ThrowableCollector.execute(ThrowableCollector.java:73)
at org.junit.platform.engine.support.hierarchical.NodeTestTask.executeRecursively(NodeTestTask.java:122)
at org.junit.platform.engine.support.hierarchical.NodeTestTask.execute(NodeTestTask.java:80)
at java.util.ArrayList.forEach(ArrayList.java:1259)
at org.junit.platform.engine.support.hierarchical.SameThreadHierarchicalTestExecutorService.invokeAll(SameThreadHierarchicalTestExecutorService.java:38)
at org.junit.platform.engine.support.hierarchical.NodeTestTask.lambda$executeRecursively$5(NodeTestTask.java:139)
at org.junit.platform.engine.support.hierarchical.ThrowableCollector.execute(ThrowableCollector.java:73)
at org.junit.platform.engine.support.hierarchical.NodeTestTask.lambda$executeRecursively$7(NodeTestTask.java:125)
at org.junit.platform.engine.support.hierarchical.Node.around(Node.java:135)
at org.junit.platform.engine.support.hierarchical.NodeTestTask.lambda$executeRecursively$8(NodeTestTask.java:123)
at org.junit.platform.engine.support.hierarchical.ThrowableCollector.execute(ThrowableCollector.java:73)
at org.junit.platform.engine.support.hierarchical.NodeTestTask.executeRecursively(NodeTestTask.java:122)
at org.junit.platform.engine.support.hierarchical.NodeTestTask.execute(NodeTestTask.java:80)
at org.junit.platform.engine.support.hierarchical.SameThreadHierarchicalTestExecutorService.submit(SameThreadHierarchicalTestExecutorService.java:32)
at org.junit.platform.engine.support.hierarchical.HierarchicalTestExecutor.execute(HierarchicalTestExecutor.java:57)
at org.junit.platform.engine.support.hierarchical.HierarchicalTestEngine.execute(HierarchicalTestEngine.java:51)
at org.junit.platform.launcher.core.DefaultLauncher.execute(DefaultLauncher.java:248)
at org.junit.platform.launcher.core.DefaultLauncher.lambda$execute$5(DefaultLauncher.java:211)
at org.junit.platform.launcher.core.DefaultLauncher.withInterceptedStreams(DefaultLauncher.java:226)
at org.junit.platform.launcher.core.DefaultLauncher.execute(DefaultLauncher.java:199)
at org.junit.platform.launcher.core.DefaultLauncher.execute(DefaultLauncher.java:132)
at com.intellij.junit5.JUnit5IdeaTestRunner.startRunnerWithArgs(JUnit5IdeaTestRunner.java:71)
at com.intellij.rt.junit.IdeaTestRunner$Repeater.startRunnerWithArgs(IdeaTestRunner.java:33)
at com.intellij.rt.junit.JUnitStarter.prepareStreamsAndStart(JUnitStarter.java:220)
at com.intellij.rt.junit.JUnitStarter.main(JUnitStarter.java:53)
2. 解决的方法
经过一番折腾，总算是找到了原因，在这里记录下来。
主要的原因在于加密和解密是的block size，也就是 MAX_ENCRYPT_BLOCK 和 MAX_DECRYPT_BLOCK 这两个常量的值。这两个值必须和使用的密钥的长度匹配。 我使用的密钥是2048 bit的密钥，因此这两个值设置的长度分别应该分别设置为245和256。
3. 根本的原因
在进行RSA加密的时候，必须考虑密钥长度，明文长度和密文长度。
3.1 密钥及密钥长度
在RSA中，我们常说的密钥，其实指的是 （公钥 + 模值）、或（私钥 + 模值）中的一组。 这一组中的数据是需要配合起来使用的。
我们所说的密钥长度，指的是模值的位长度。目前主流的密钥长度是在1024bit以上，上不封顶。
3.2 加解密数据块的长度
由于密钥的长度是有限的，因此一次能够加/解密的长度也是有限的，和密钥的长度是相同的。但是要注意到，我们所说的密钥长度，单位是bit。但是我们在计算明文或者密文的长度的时候，通常单位是byte，因此要除以8。比如我用的密钥长度是2048，除以8之后为256， 因此我一次能够加密或者解密的数据的最大长度是256个byte。如果需要加密或者解密的数据多于这个值怎么办？答案是分块处理，前面代码中就是这样处理的。
那为什么加密的数据块大小和解密的数据块大小不一致呢？因为在加密的时候，我们需要在明文中填充一些随机数，这样每次产生的密文都会发生变化，这个过程称为padding。在加密的过程中，有各种各样的padding标准，在前面的代码中，采用的是默认的PKCS1Padding标准，这个标准中生成的随机数要占用11个字节，因此明文最长只能取245个字节，合起来是256个字节。
4 其他
在RSA中，还有很多其他的Padding类型，例如使用OAEP算法的OAEPWITHSHA-256ANDMGF1PADDING等，这些Padding对应的密文长度，就需要各位自己去发现了……