Java中RSA非对称密钥加解密使用

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<String> 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：http://pan.baidu.com/share/link?shareid=23044&uk=2986731784
   
   本文转自：http://www.huosen.net/archives/124.html