浅析RSA公钥密码以及使用Java自带API实现RSA的密钥生成和加解密

 RSA是目前最流行的非对称密码,目前广泛应用在数字签名,数字证书上。

那么什么是非对称密码呢?就是给明文加密的密钥和给密文解密的密钥是不一样的。其中,对外暴露的是公钥,自己保留的是私钥如果用公钥加密,就只能用私钥解密如果用私钥加密就只能用公钥解密

所以实现非对称密码,需要生成公私钥对。而由于RSA的非对称密码原理是基于大素数因子的难分解性,所以每次在生成公私钥对的时候在一开始都会随机产生两个素数p,q。所以每次生成的公私钥对也是不相同的。


接下来我们就开始用Java自带的API完成RSA的公私钥对生成和加密解密操作。

  • 在Java中,对于非对称密码操作的一个类是:KeyPairGenerator,密钥对生成器类,这个类在java.security.KeyPairGenerator包下。这个类在产生对象的时候需要往构造方法中传入一个String的值,告诉密钥对生成器生成的是哪一中密码的密钥对。
//使用RSA算法获得密钥对生成器对象keyPairGenerator
KeyPairGenerator keyPairGenerator = KeyPairGenerator.getInstance("RSA");
//设置密钥长度为1024
keyPairGenerator.initialize(1024);
//生成密钥对
KeyPair keyPair = keyPairGenerator.generateKeyPair();
//获取公钥
Key publicKey = keyPair.getPublic();
//获取私钥
Key privateKey = keyPair.getPrivate();
  • 获取到公私钥对的时候,为了方便后续操作,我们一般将这两个key对象持久化到本地保存起来。(由于暂时没能实现保存到数据库中【Key类型和String类型无法转化】,因此需要保存到本地中)

  • 在Java中提供了Cipher加密解密器来实现加解密操作,这个类在import javax.crypto.Cipher包下。在产生这个加密解密器对象的时候,需要在他的构造方法中传俩个值,一个是功能,一个是算法种类。功能就是说告诉他接下来这个对象是需要做加密操作还是解密操作,算法种类就是告诉他使用的加密算法。
//获取一个加密算法为RSA的加解密器对象cipher。
Cipher cipher = Cipher.getInstance("RSA");
//设置为加密模式,并将公钥给cipher。
cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, publicKey);
//获得密文
byte[] secret = cipher.doFinal(str.getBytes());
//进行Base64编码并返回
return new BASE64Encoder().encode(secret);
  • 同样的,解密算法也是使用Cilpher。
Cipher cipher = Cipher.getInstance("RSA");
//传递私钥,设置为解密模式。
cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, privateKey);
//解密器解密由Base64解码后的密文,获得明文字节数组
byte[] b = cipher.doFinal(new BASE64Decoder().decodeBuffer(secret));
//转换成字符串
return new String(b);

以上就是使用Java自带API完成RSA密钥对生成和加密解密的方法。

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封装成一个RSAUtils


import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.ObjectInputStream;
import java.io.ObjectOutputStream;
import java.security.Key;
import java.security.KeyPair;
import java.security.KeyPairGenerator;
import java.util.Scanner;

import javax.crypto.Cipher;

import sun.misc.BASE64Decoder;
import sun.misc.BASE64Encoder;
/**
 * 
 * @author 张伦琦—绝世好玉
 *
 */
class RSAUtils {
  //默认公钥的持久化文件存放位置
	private static String PUBLIC_KEY_FILE = "PublicKey";
	//默认私钥的持久化文件存放位置
	private static String PRIVATE_KEY_FILE = "PrivateKey";

	//设置公私钥持久化文件的存放位置
	public static void setKeyPath(String path) {
		if (PUBLIC_KEY_FILE.equals("PublicKey")) {
			PUBLIC_KEY_FILE = path + (path.endsWith("//")?"PublicKey":"/PublicKey");
			PRIVATE_KEY_FILE = path + (path.endsWith("//")?"PrivateKey":"/PrivateKey");
		}
	}

	//创建公私钥对
	private static void createKeyPair() throws Exception {
		//使用RSA算法获得密钥对生成器对象keyPairGenerator
		KeyPairGenerator keyPairGenerator = KeyPairGenerator.getInstance("RSA");
		//设置密钥长度为1024
		keyPairGenerator.initialize(1024);
		//生成密钥对
		KeyPair keyPair = keyPairGenerator.generateKeyPair();
		//获取公钥
		Key publicKey = keyPair.getPublic();
		//获取私钥
		Key privateKey = keyPair.getPrivate();
		//保存公钥对象和私钥对象为持久化文件
		ObjectOutputStream oos1 = null;
		ObjectOutputStream oos2 = null;
		try {
			oos1 = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream(PUBLIC_KEY_FILE));
			oos2 = new ObjectOutputStream(
					new FileOutputStream(PRIVATE_KEY_FILE));
			oos1.writeObject(publicKey);
			oos2.writeObject(privateKey);
		} catch (IOException e) {
			throw new RuntimeException(e);
		} finally {
			oos1.close();
			oos2.close();
		}
	}
    
	//RSA加密
	public static String encryptWithRSA(String str) throws Exception {
		createKeyPair();
		Key publicKey = null;
		//读取持久化的公钥对象
		ObjectInputStream ois = null;
		try {
			ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream(PUBLIC_KEY_FILE));
			publicKey = (Key) ois.readObject();
		} catch (IOException e) {
			throw new RuntimeException(e);
		} finally {
			ois.close();
		}

		//获取一个加密算法为RSA的加解密器对象cipher。
		Cipher cipher = Cipher.getInstance("RSA");
		//设置为加密模式,并将公钥给cipher。
		cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, publicKey);
		//获得密文
		byte[] secret = cipher.doFinal(str.getBytes());
		//进行Base64编码
		return new BASE64Encoder().encode(secret);
	}

	//RSA解密
	public static String decryptWithRSA(String secret) throws Exception {
		Key privateKey;
		ObjectInputStream ois = null;
		try {
			ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream(PRIVATE_KEY_FILE));
			privateKey = (Key) ois.readObject();
		} catch (IOException e) {
			throw new RuntimeException(e);
		} finally {
			ois.close();
		}
		Cipher cipher = Cipher.getInstance("RSA");
		//传递私钥,设置为解密模式。
		cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, privateKey);
		//解密器解密由Base64解码后的密文,获得明文字节数组
		byte[] b = cipher.doFinal(new BASE64Decoder().decodeBuffer(secret));
		//转换成字符串
		return new String(b);

	}
}
public class RSA_Demo {
  public static void main(String[] args) throws Exception {
		//设置公私钥对存放路径,可选,默认是工程目录
		//RSAUtils.setKeyPath(str);
		System.out.println("请输入明文:");
		Scanner sca = new Scanner(System.in);
		String str =sca.nextLine();
		System.out.println("============================");
		String secret = RSAUtils.encryptWithRSA(str);
		System.out.println("经过RSA加密后的密文为:");
		System.out.println(secret);
		System.out.println("============================");
		String original = RSAUtils.decryptWithRSA(secret);
		System.out.println("经过RSA解密后的原文为:");
		System.out.println(original);
	}
}

来源于:

https://my.oschina.net/lunqi/blog/478782

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