JAVA加密- 关于非对称加密算法 RSA、DSA

非对称加密算法需要两个密钥：公开密钥（publickey:简称公钥）和私有密钥（privatekey:简称私钥）。公钥与私钥是一对，如果用公钥对数据进行加密，只有用对应的私钥才能解密。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。 非对称加密算法实现机密信息交换的基本过程是：甲方生成一对密钥并将公钥公开，需要向甲方发送信息的其他角色(乙方)使用该密钥(甲方的公钥)对机密信息进行加密后再发送给甲方；甲方再用自己私钥对加密后的信息进行解密。甲方想要回复乙方时正好相反，使用乙方的公钥对数据进行加密，同理，乙方使用自己的私钥来进行解密。

算法介绍

常见算法

• RSA 第一个能同时用于加密和数字签名的算法，也易于理解和操作。RSA是被研究得最广泛的公钥算法，从提出到现今的三十多年里，经历了各种攻击的考验，逐渐为人们接受，截止2017年被普遍认为是最优秀的公钥方案之一。
• DSA Elgamal和Schnorr数字签名的一个变种，DSA数字签名优于Elgamal数字签名的地方在于它的签名长度较短，并且某些可以破解Elgamal方案的攻击不适用DSA数字签名
• ECC 椭圆曲线密码编码学，是目前已知的公钥体制中，对每比特所提供加密强度最高的一种体制。在软件注册保护方面起到很大的作用，一般的序列号通常由该算法产生。
• Elgamal 其基础是DiffieˉHellman密钥交换算法，应对中间人攻击时非常脆弱。

RSA

X509EncodedKeySpec和PKCS8EncodedKeySpec分别对应值公钥和私钥的规范 想对算法编码和规范有更多了解的可以更深入的学习，以下例子只展示最简单的使用

public class RSAUtil {

    //必须16位  否则会报错  偏移量
    private static String IV = "asdfgh1234567890";
    //钥匙  必须16位
    private static String PUBLIC_KEY = "MIGfMA0GCSqGSIb3DQEBAQUAA4GNADCBiQKBgQCA6exxuVOdLvxb6u+Gf5FvZD6zGO1sqDbW7zBgga/8LVZBktaljn0OzCjQKbfe/AQgyh/nIVi1zFO1+FC9cGSiWPGo1uX9kY5Chm0MS8UhtNfO13sOD0U/47MMOduuQ3WP+EJ0wFRvpzyGAp0vKqfCj3Hyrtaf8o7CqTGoLV7G7QIDAQAB";
    private static String PRIVATE_KEY = "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";

    public static void main(String[] args) {
//        genKeyPair();
        //字符串编码
        System.out.println("编码结果:" + encrypt("hello world", PUBLIC_KEY));
        //字符串解码
        System.out.println("编码结果:" + decrypt("NEo+98UAvp0q69M1mxorD/zrL4QjhBGAFd2Wj2nGcsF8Txb9r8VnUvFqGUM7ZNwXZdcnzW/SZqbGc8rHT0mmtPGWMlzJV8jMAWUgOh9jozyablwWU8Uj4BItiderZSQTrD+3E+ZL5TkkQKwmNCmdaABmozpkUz4B893m3GzhpjQ=",PRIVATE_KEY));
    }

    /**
     * 随机生成密钥对
     */
    public static void genKeyPair() {
        try {
            // KeyPairGenerator类用于生成公钥和私钥对，基于RSA算法生成对象
            KeyPairGenerator keyPairGen = KeyPairGenerator.getInstance("RSA");
            // 初始化密钥对生成器，密钥大小为96-1024位
            keyPairGen.initialize(1024);
            // 生成一个密钥对，保存在keyPair中
            KeyPair keyPair = keyPairGen.generateKeyPair();
            // 得到私钥
            RSAPrivateKey privateKey = (RSAPrivateKey) keyPair.getPrivate();
            // 得到公钥
            RSAPublicKey publicKey = (RSAPublicKey) keyPair.getPublic();
            // 得到公钥字符串
            String publicKeyString = new String(Base64.getEncoder().encode(publicKey.getEncoded()));
            // 得到私钥字符串
            String privateKeyString = new String(Base64.getEncoder().encode((privateKey.getEncoded())));
            // 打印公钥和私钥
            System.out.println("公匙:" + publicKeyString);
            System.out.println("私匙:" + privateKeyString);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    /**
     * 加密
     */
    public static String encrypt(String str, String publicKey) {
        try {
            byte[] bytes = str.getBytes();
            //获得RSA公匙
            RSAPublicKey rsaPublicKey = (RSAPublicKey) KeyFactory.getInstance("RSA").generatePublic(new X509EncodedKeySpec(Base64.getDecoder().decode(publicKey.getBytes())));
            Cipher cipher = Cipher.getInstance("RSA");
            cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, rsaPublicKey);
            bytes = cipher.doFinal(bytes);
            return new String(Base64.getEncoder().encode(bytes));
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
            return null;
        }

    }

    /**
     * 解密
     */
    public static String decrypt(String str, String privateKey) {
        try {
            byte[] bytes = Base64.getDecoder().decode(str);
            RSAPrivateKey rsaPrivateKey = (RSAPrivateKey) KeyFactory.getInstance("RSA").generatePrivate(new PKCS8EncodedKeySpec(Base64.getDecoder().decode(privateKey.getBytes())));
            Cipher cipher = Cipher.getInstance("RSA");
            cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, rsaPrivateKey);
            bytes = cipher.doFinal(bytes);
            return new String(bytes);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
            return null;
        }
    }

}
log
编码结果:eZxSLJKOvj0Ee/Lg9cx61ppaKuWXSRxvDU1deLR0ll2x1GEW5WO8Q9B4rO4DxDWfCLqfdmunSs2YZkm8ZDBUYi0N6VV4mqoz2SjckJyVe3pjwh4DifdrjAoO+0aYPKMhlGLjMY4Iy5SmkuSmot2AjsKHBhoqGs8bPnZoT7S6iKY=
编码结果:hello word

DSA

Digital Signature Algorithm 是Schnorr和ElGamal签名算法的变种，被美国NIST作为DSS(DigitalSignature Standard)。简单的说，这是一种更高级的验证方式，用作数字签名。不单单只有公钥、私钥，还有数字签名。私钥加密生成数字签名，公钥验证数据及签名。如果数据和签名不匹配则认为验证失败！也就是说传输中的数据可以不再加密，接收方获得数据后，拿到公钥与签名比对数据是否有效！

public class DSAUtil {

    private static String PUBLIC_KEY = "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";
    private static String PRIVATE_KEY = "MIIBSwIBADCCASwGByqGSM44BAEwggEfAoGBAP1/U4EddRIpUt9KnC7s5Of2EbdSPO9EAMMeP4C2USZpRV1AIlH7WT2NWPq/xfW6MPbLm1Vs14E7gB00b/JmYLdrmVClpJ+f6AR7ECLCT7up1/63xhv4O1fnxqimFQ8E+4P208UewwI1VBNaFpEy9nXzrith1yrv8iIDGZ3RSAHHAhUAl2BQjxUjC8yykrmCouuEC/BYHPUCgYEA9+GghdabPd7LvKtcNrhXuXmUr7v6OuqC+VdMCz0HgmdRWVeOutRZT+ZxBxCBgLRJFnEj6EwoFhO3zwkyjMim4TwWeotUfI0o4KOuHiuzpnWRbqN/C/ohNWLx+2J6ASQ7zKTxvqhRkImog9/hWuWfBpKLZl6Ae1UlZAFMO/7PSSoEFgIUa38CMSvzE1kkWgLiBQDrKCavBEk=";

    public static void main(String[] args) {
        //随机生成成对密钥
        genKeyPair();

        String sign=sign("hello world", PRIVATE_KEY);

        System.out.println("数字签名:" + sign);
        //字符串解码
        System.out.println("数字签名校验:" + verify("hello word",sign,PUBLIC_KEY));
    }

    /**
     * 随机生成密钥对
     */
    public static void genKeyPair() {
        try {
            // KeyPairGenerator类用于生成公钥和私钥对，基于DSA算法生成对象 可以使用RSA算法生成 成对出现就好
            KeyPairGenerator keyPairGen = KeyPairGenerator.getInstance("DSA");
            // 初始化密钥对生成器，密钥大小为96-1024位 可自定义随机产生器 SecureRandom
            keyPairGen.initialize(1024);
            // 生成一个密钥对，保存在keyPair中
            KeyPair keyPair = keyPairGen.generateKeyPair();
            // 得到私钥
            DSAPrivateKey privateKey = (DSAPrivateKey) keyPair.getPrivate();
            // 得到公钥
            DSAPublicKey publicKey = (DSAPublicKey) keyPair.getPublic();
            // 得到公钥字符串
            String publicKeyString = new String(Base64.getEncoder().encode(publicKey.getEncoded()));
            // 得到私钥字符串
            String privateKeyString = new String(Base64.getEncoder().encode((privateKey.getEncoded())));
            // 打印公钥和私钥
            System.out.println("公匙:" + publicKeyString);
            System.out.println("私匙:" + privateKeyString);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    /**
     * 用私钥对信息生成数字签名
     */
    public static String sign(String str, String privateKey) {
        try {
            byte[] bytes = str.getBytes();
            //获得DSA公匙
            DSAPrivateKey keyFactory = (DSAPrivateKey) KeyFactory.getInstance("DSA").generatePrivate(new PKCS8EncodedKeySpec(Base64.getDecoder().decode(privateKey.getBytes())));
            Signature signature=Signature.getInstance("DSA");
            signature.initSign(keyFactory);
            signature.update(bytes);
            return new String(Base64.getEncoder().encode(signature.sign()));
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
            return null;
        }

    }

    /**
     * 校验数字签名
     */
    public static boolean verify(String str, String sign,String publicKey) {
        try {
            byte[] bytes =Base64.getDecoder().decode(sign);
            DSAPublicKey keyFactory = (DSAPublicKey) KeyFactory.getInstance("DSA").generatePublic(new X509EncodedKeySpec(Base64.getDecoder().decode(publicKey.getBytes())));
            Signature signature=Signature.getInstance("DSA");
            signature.initVerify(keyFactory);
            signature.update(str.getBytes());
            return signature.verify(bytes);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
            return false;
        }
    }

}
log
公匙: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
私匙:MIIBSwIBADCCASwGByqGSM44BAEwggEfAoGBAP1/U4EddRIpUt9KnC7s5Of2EbdSPO9EAMMeP4C2USZpRV1AIlH7WT2NWPq/xfW6MPbLm1Vs14E7gB00b/JmYLdrmVClpJ+f6AR7ECLCT7up1/63xhv4O1fnxqimFQ8E+4P208UewwI1VBNaFpEy9nXzrith1yrv8iIDGZ3RSAHHAhUAl2BQjxUjC8yykrmCouuEC/BYHPUCgYEA9+GghdabPd7LvKtcNrhXuXmUr7v6OuqC+VdMCz0HgmdRWVeOutRZT+ZxBxCBgLRJFnEj6EwoFhO3zwkyjMim4TwWeotUfI0o4KOuHiuzpnWRbqN/C/ohNWLx+2J6ASQ7zKTxvqhRkImog9/hWuWfBpKLZl6Ae1UlZAFMO/7PSSoEFgIUcsPeT/5R1AiwvTpJmzv5TQxq65Q=
数字签名:MCwCFGB6J9g/R5su1o3TbZYMAcroY6YIAhQTtbtXUH47pGRDzMCu74eq0sOMCg==
数字签名校验:true

总结

非对称性加密还有很多，RSA和DSA是比较常用和常见的加密方式，安全性来讲两者差不多,DSA只是一种算法，和RSA不同之处在于它不能用作加密和解密，也不能进行密钥交换，只用于签名,它比RSA要快很多，RSA啥都好，但是RSA算法的秘钥很长，加密的计算量比较大，安全性较高，但是加密速度比较慢，所以RSA加密常用于少量的核心数据的加密。

最后

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