JAVA的RSA加密算法工具类

需要用到一个jar

http://www.bouncycastle.org/latest_releases.html

需要注意的问题

JS用同一秘钥生成的密文用java解密出来是逆序的，即js加密123456用java解密出来是654321，原因未知，需要解密js加密的密文请使用后缀为byJs的方法。

HexUtil.java

package cn.edu.zafu.utils;

public class HexUtil {
    private static final char[] DIGITS_LOWER = { '0', '1', '2', '3', '4', '5',
            '6', '7', '8', '9', 'a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f' };
    private static final char[] DIGITS_UPPER = { '0', '1', '2', '3', '4', '5',
            '6', '7', '8', '9', 'A', 'B', 'C', 'D', 'E', 'F' };

    public static byte[] decodeHex(final char[] data) throws Exception {

        final int len = data.length;

        if ((len & 0x01) != 0) {
            throw new Exception("Odd number of characters.");
        }

        final byte[] out = new byte[len >> 1];

        // two characters form the hex value.
        for (int i = 0, j = 0; j < len; i++) {
            int f = toDigit(data[j], j) << 4;
            j++;
            f = f | toDigit(data[j], j);
            j++;
            out[i] = (byte) (f & 0xFF);
        }

        return out;
    }

    protected static int toDigit(final char ch, final int index)
            throws Exception {
        final int digit = Character.digit(ch, 16);
        if (digit == -1) {
            throw new Exception("Illegal hexadecimal character " + ch
                    + " at index " + index);
        }
        return digit;
    }

    public static char[] encodeHex(final byte[] data) {
        return encodeHex(data, true);
    }

    public static char[] encodeHex(final byte[] data, final boolean toLowerCase) {
        return encodeHex(data, toLowerCase ? DIGITS_LOWER : DIGITS_UPPER);
    }

    protected static char[] encodeHex(final byte[] data, final char[] toDigits) {
        final int l = data.length;
        final char[] out = new char[l << 1];
        // two characters form the hex value.
        for (int i = 0, j = 0; i < l; i++) {
            out[j++] = toDigits[(0xF0 & data[i]) >>> 4];
            out[j++] = toDigits[0x0F & data[i]];
        }
        return out;
    }
}

StringUtil.java

package cn.edu.zafu.utils;

public class StringUtil {

    public static boolean isBlank(final CharSequence cs) {
        int strLen;
        if (cs == null || (strLen = cs.length()) == 0) {
            return true;
        }
        for (int i = 0; i < strLen; i++) {
            if (Character.isWhitespace(cs.charAt(i)) == false) {
                return false;
            }
        }
        return true;
    }

    public static String reverse(final String str) {
        if (str == null) {
            return null;
        }
        return new StringBuilder(str).reverse().toString();
    }
}

FileUtil.java

package cn.edu.zafu.utils;

import java.io.Closeable;
import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;

public class FileUtils {

    public static FileInputStream openInputStream(File file) throws IOException {
        if (file.exists()) {
            if (file.isDirectory()) {
                throw new IOException("File '" + file
                        + "' exists but is a directory");
            }
            if (file.canRead() == false) {
                throw new IOException("File '" + file + "' cannot be read");
            }
        } else {
            throw new FileNotFoundException("File '" + file
                    + "' does not exist");
        }
        return new FileInputStream(file);
    }

    public static FileOutputStream openOutputStream(File file)
            throws IOException {
        return openOutputStream(file, false);
    }

    public static FileOutputStream openOutputStream(File file, boolean append)
            throws IOException {
        if (file.exists()) {
            if (file.isDirectory()) {
                throw new IOException("File '" + file
                        + "' exists but is a directory");
            }
            if (file.canWrite() == false) {
                throw new IOException("File '" + file
                        + "' cannot be written to");
            }
        } else {
            File parent = file.getParentFile();
            if (parent != null) {
                if (!parent.mkdirs() && !parent.isDirectory()) {
                    throw new IOException("Directory '" + parent
                            + "' could not be created");
                }
            }
        }
        return new FileOutputStream(file, append);
    }

    public static void closeQuietly(InputStream input) {
        closeQuietly((Closeable) input);
    }

    public static void closeQuietly(Closeable closeable) {
        try {
            if (closeable != null) {
                closeable.close();
            }
        } catch (IOException ioe) {
            // ignore
        }
    }
}

RSAUtil.java

package cn.edu.zafu.utils;

import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.ObjectInputStream;
import java.io.ObjectOutputStream;
import java.math.BigInteger;
import java.security.KeyPair;
import java.security.KeyFactory;
import java.security.KeyPairGenerator;
import java.security.Provider;
import java.security.PublicKey;
import java.security.PrivateKey;
import java.security.SecureRandom;
import java.security.NoSuchAlgorithmException;
import java.security.InvalidParameterException;
import java.security.interfaces.RSAPublicKey;
import java.security.interfaces.RSAPrivateKey;
import java.security.spec.RSAPublicKeySpec;
import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;
import java.security.spec.RSAPrivateKeySpec;
import java.security.spec.InvalidKeySpecException;

import javax.crypto.Cipher;

import org.bouncycastle.jce.provider.BouncyCastleProvider;

/** * RSA算法加密/解密工具类。 * * */
public abstract class RSAUtil {

    /** 算法名称 */
    private static final String ALGORITHOM = "RSA";
    /**保存生成的密钥对的文件名称。 */
    private static final String RSA_PAIR_FILENAME = "/__RSA_PAIR.txt";
    /** 密钥大小 */
    private static final int KEY_SIZE = 1024;
    /** 默认的安全服务提供者 */
    private static final Provider DEFAULT_PROVIDER = new BouncyCastleProvider();

    private static KeyPairGenerator keyPairGen = null;
    private static KeyFactory keyFactory = null;
    /** 缓存的密钥对。 */
    private static KeyPair oneKeyPair = null;

    private static File rsaPairFile = null;

    static {
        try {
            keyPairGen = KeyPairGenerator.getInstance(ALGORITHOM, DEFAULT_PROVIDER);
            keyFactory = KeyFactory.getInstance(ALGORITHOM, DEFAULT_PROVIDER);
        } catch (NoSuchAlgorithmException ex) {
            System.out.println(ex.getMessage());
        }
        rsaPairFile = new File(getRSAPairFilePath());
    }

    private RSAUtil() {
    }

    /** * 生成并返回RSA密钥对。 */
    private static synchronized KeyPair generateKeyPair() {
        try {
            keyPairGen.initialize(KEY_SIZE, new SecureRandom(new SimpleDateFormat("yyyyMMdd").format(new Date()).getBytes()));
            oneKeyPair = keyPairGen.generateKeyPair();
            saveKeyPair(oneKeyPair);
            return oneKeyPair;
        } catch (InvalidParameterException ex) {
            System.out.println("KeyPairGenerator does not support a key length of " + KEY_SIZE + ".");
            ex.printStackTrace();
        } catch (NullPointerException ex) {
            System.out.println("RSAUtils#KEY_PAIR_GEN is null, can not generate KeyPairGenerator instance.");
            ex.printStackTrace();
        }
        return null;
    }

    /** * 返回生成/读取的密钥对文件的路径。 */
    private static String getRSAPairFilePath() {
        String urlPath = RSAUtil.class.getResource("/").getPath();
        return (new File(urlPath).getParent() + RSA_PAIR_FILENAME);
    }

    /** * 若需要创建新的密钥对文件，则返回 {@code true}，否则 {@code false}。 */
    private static boolean isCreateKeyPairFile() {
        // 是否创建新的密钥对文件
        boolean createNewKeyPair = false;
        if (!rsaPairFile.exists() || rsaPairFile.isDirectory()) {
            createNewKeyPair = true;
        }
        return createNewKeyPair;
    }

    /** * 将指定的RSA密钥对以文件形式保存。 * * @param keyPair 要保存的密钥对。 */
    private static void saveKeyPair(KeyPair keyPair) {
        FileOutputStream fos = null;
        ObjectOutputStream oos = null;
        try {
            fos = FileUtils.openOutputStream(rsaPairFile);
            oos = new ObjectOutputStream(fos);
            oos.writeObject(keyPair);
        } catch (Exception ex) {
            ex.printStackTrace();
        } finally {
            FileUtils.closeQuietly(oos);
            FileUtils.closeQuietly(fos);
        }
    }

    /** * 返回RSA密钥对。 */
    public static KeyPair getKeyPair() {
        // 首先判断是否需要重新生成新的密钥对文件
        if (isCreateKeyPairFile()) {
            // 直接强制生成密钥对文件，并存入缓存。
            return generateKeyPair();
        }
        if (oneKeyPair != null) {
            return oneKeyPair;
        }
        return readKeyPair();
    }

    // 同步读出保存的密钥对
    private static KeyPair readKeyPair() {
        FileInputStream fis = null;
        ObjectInputStream ois = null;
        try {
            fis = FileUtils.openInputStream(rsaPairFile);
            ois = new ObjectInputStream(fis);
            oneKeyPair = (KeyPair) ois.readObject();
            return oneKeyPair;
        } catch (Exception ex) {
            ex.printStackTrace();
        } finally {
            FileUtils.closeQuietly(ois);
            FileUtils.closeQuietly(fis);
        }
        return null;
    }

    /** * 根据给定的系数和专用指数构造一个RSA专用的公钥对象。 * * @param modulus 系数。 * @param publicExponent 专用指数。 * @return RSA专用公钥对象。 */
    public static RSAPublicKey generateRSAPublicKey(byte[] modulus, byte[] publicExponent) {
        RSAPublicKeySpec publicKeySpec = new RSAPublicKeySpec(new BigInteger(modulus),
                new BigInteger(publicExponent));
        try {
            return (RSAPublicKey) keyFactory.generatePublic(publicKeySpec);
        } catch (InvalidKeySpecException ex) {
            System.out.println("RSAPublicKeySpec is unavailable.");
            ex.printStackTrace();
        } catch (NullPointerException ex) {
            System.out.println("RSAUtils#KEY_FACTORY is null, can not generate KeyFactory instance.");
            ex.printStackTrace();
        }
        return null;
    }

    /** * 根据给定的系数和专用指数构造一个RSA专用的私钥对象。 * * @param modulus 系数。 * @param privateExponent 专用指数。 * @return RSA专用私钥对象。 */
    public static RSAPrivateKey generateRSAPrivateKey(byte[] modulus, byte[] privateExponent) {
        RSAPrivateKeySpec privateKeySpec = new RSAPrivateKeySpec(new BigInteger(modulus),
                new BigInteger(privateExponent));
        try {
            return (RSAPrivateKey) keyFactory.generatePrivate(privateKeySpec);
        } catch (InvalidKeySpecException ex) {
            System.out.println("RSAPrivateKeySpec is unavailable.");
            ex.printStackTrace();
        } catch (NullPointerException ex) {
            System.out.println("RSAUtils#KEY_FACTORY is null, can not generate KeyFactory instance.");
            ex.printStackTrace();
        }
        return null;
    }

    /** * 根据给定的16进制系数和专用指数字符串构造一个RSA专用的私钥对象。 * * @param modulus 系数。 * @param privateExponent 专用指数。 * @return RSA专用私钥对象。 */
    public static RSAPrivateKey getRSAPrivateKey(String hexModulus, String hexPrivateExponent) {
        if(StringUtil.isBlank(hexModulus) || StringUtil.isBlank(hexPrivateExponent)) {
            System.out.println("hexModulus and hexPrivateExponent cannot be empty. RSAPrivateKey value is null to return.");
            return null;
        }
        byte[] modulus = null;
        byte[] privateExponent = null;
        try {
            modulus = HexUtil.decodeHex(hexModulus.toCharArray());
            privateExponent = HexUtil.decodeHex(hexPrivateExponent.toCharArray());
        } catch(Exception ex) {
            System.out.println("hexModulus or hexPrivateExponent value is invalid. return null(RSAPrivateKey).");
            ex.printStackTrace();
        }
        if(modulus != null && privateExponent != null) {
            return generateRSAPrivateKey(modulus, privateExponent);
        }
        return null;
    }
    /** * 根据给定的16进制系数和专用指数字符串构造一个RSA专用的公钥对象。 * * @param modulus 系数。 * @param publicExponent 专用指数。 * @return RSA专用公钥对象。 */
    public static RSAPublicKey getRSAPublicKey(String hexModulus, String hexPublicExponent) {
        if(StringUtil.isBlank(hexModulus) || StringUtil.isBlank(hexPublicExponent)) {
                System.out.println("hexModulus and hexPublicExponent cannot be empty. return null(RSAPublicKey).");
            return null;
        }
        byte[] modulus = null;
        byte[] publicExponent = null;
        try {
            modulus = HexUtil.decodeHex(hexModulus.toCharArray());
            publicExponent = HexUtil.decodeHex(hexPublicExponent.toCharArray());
        } catch(Exception ex) {
            System.out.println("hexModulus or hexPublicExponent value is invalid. return null(RSAPublicKey).");
            ex.printStackTrace();
        }
        if(modulus != null && publicExponent != null) {
            return generateRSAPublicKey(modulus, publicExponent);
        }
        return null;
    }
    /** * 使用指定的公钥加密数据。 * * @param publicKey 给定的公钥。 * @param data 要加密的数据。 * @return 加密后的数据。 */
    public static byte[] encrypt(PublicKey publicKey, byte[] data) throws Exception {
        Cipher ci = Cipher.getInstance(ALGORITHOM, DEFAULT_PROVIDER);
        ci.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, publicKey);
        return ci.doFinal(data);
    }

    /** * 使用指定的私钥解密数据。 * * @param privateKey 给定的私钥。 * @param data 要解密的数据。 * @return 原数据。 */
    public static byte[] decrypt(PrivateKey privateKey, byte[] data) throws Exception {
        Cipher ci = Cipher.getInstance(ALGORITHOM, DEFAULT_PROVIDER);
        ci.init(Cipher.DECRYPT_MODE, privateKey);
        return ci.doFinal(data);
    }

    /** * 使用给定的公钥加密给定的字符串。 * <p /> * 若 {@code publicKey} 为 {@code null}，或者 {@code plaintext} 为 {@code null} 则返回 {@code * null}。 * * @param publicKey 给定的公钥。 * @param plaintext 字符串。 * @return 给定字符串的密文。 */
    public static String encryptString(PublicKey publicKey, String plaintext) {
        if (publicKey == null || plaintext == null) {
            return null;
        }
        byte[] data = plaintext.getBytes();
        try {
            byte[] en_data = encrypt(publicKey, data);
            return new String(HexUtil.encodeHex(en_data));
        } catch (Exception ex) {
            ex.printStackTrace();
        }
        return null;
    }

    /** * 使用默认的公钥加密给定的字符串。 * <p /> * 若{@code plaintext} 为 {@code null} 则返回 {@code null}。 * * @param plaintext 字符串。 * @return 给定字符串的密文。 */
    public static String encryptString(String plaintext) {
        if(plaintext == null) {
            return null;
        }
        byte[] data = plaintext.getBytes();
        KeyPair keyPair = getKeyPair();
        try {
            byte[] en_data = encrypt((RSAPublicKey)keyPair.getPublic(), data);
            return new String(HexUtil.encodeHex(en_data));
        } catch(NullPointerException ex) {
            System.out.println("keyPair cannot be null.");
            ex.printStackTrace();
        } catch(Exception ex) {
            ex.printStackTrace();
        }
        return null;
    }

    /** * 生成由JS的RSA加密的字符串。 * @param publicKey 公钥 * @param plaintext 原文字符串 * @return 加密后的字符串 */
    public static String encryptStringByJs(PublicKey publicKey, String plaintext) {
         if(plaintext == null) {
             return null;
         }
        String text = encryptString(publicKey,StringUtil.reverse(plaintext));

        return text;
    }
    /** * 用默认公钥生成由JS的RSA加密的字符串。 * @param publicKey 公钥 * @param plaintext 原文字符串 * @return 加密后的字符串 */
    public static String encryptStringByJs( String plaintext) {
         if(plaintext == null) {
             return null;
         }
        String text = encryptString(StringUtil.reverse(plaintext));

        return text;
    }
    /** * 使用给定的私钥解密给定的字符串。 * <p /> * 若私钥为 {@code null}，或者 {@code encrypttext} 为 {@code null}或空字符串则返回 {@code null}。 * 私钥不匹配时，返回 {@code null}。 * * @param privateKey 给定的私钥。 * @param encrypttext 密文。 * @return 原文字符串。 */
    public static String decryptString(PrivateKey privateKey, String encrypttext) {
        if (privateKey == null || StringUtil.isBlank(encrypttext)) {
            return null;
        }
        try {
            byte[] en_data =HexUtil.decodeHex(encrypttext.toCharArray());
            byte[] data = decrypt(privateKey, en_data);
            return new String(data);
        } catch (Exception ex) {
            System.out.println(String.format("\"%s\" Decryption failed. Cause: %s", encrypttext, ex.getCause().getMessage()));

        }
        return null;
    }

    /** * 使用默认的私钥解密给定的字符串。 * <p /> * 若{@code encrypttext} 为 {@code null}或空字符串则返回 {@code null}。 * 私钥不匹配时，返回 {@code null}。 * * @param encrypttext 密文。 * @return 原文字符串。 */
    public static String decryptString(String encrypttext) {
        if(StringUtil.isBlank(encrypttext)) {
            return null;
        }
        KeyPair keyPair = getKeyPair();
        try {
            byte[] en_data = HexUtil.decodeHex(encrypttext.toCharArray());
            byte[] data = decrypt((RSAPrivateKey)keyPair.getPrivate(), en_data);
            return new String(data);
        } catch(NullPointerException ex) {
            System.out.println("keyPair cannot be null.");
            ex.printStackTrace();
        } catch (Exception ex) {
            System.out.println(String.format("\"%s\" Decryption failed. Cause: %s", encrypttext, ex.getMessage()));
            ex.printStackTrace();
        }
        return null;
    }

    /** * 使用指定的私钥解密由JS加密的字符串。 * @param privateKey 私钥 * @param encrypttext 密文 * @return {@code encrypttext} 的原文字符串 */
    public static String decryptStringByJs(PrivateKey privateKey,String encrypttext) {
        String text = decryptString(privateKey,encrypttext);
        if(text == null) {
            return null;
        }
        return StringUtil.reverse(text);
    }
    /** * 使用默认的私钥解密由JS加密（使用此类提供的公钥加密）的字符串。 * * @param encrypttext 密文。 * @return {@code encrypttext} 的原文字符串。 */
    public static String decryptStringByJs(String encrypttext) {
        String text = decryptString(encrypttext);
        if(text == null) {
            return null;
        }
        return StringUtil.reverse(text);
    }

    /** 返回已初始化的默认的公钥。*/
    public static RSAPublicKey getDefaultPublicKey() {
        KeyPair keyPair = getKeyPair();
        if(keyPair != null) {
            return (RSAPublicKey)keyPair.getPublic();
        }
        return null;
    }

    /** 返回已初始化的默认的私钥。*/
    public static RSAPrivateKey getDefaultPrivateKey() {
        KeyPair keyPair = getKeyPair();
        if(keyPair != null) {
            return (RSAPrivateKey)keyPair.getPrivate();
        }
        return null;
    }


}

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