最近為了分析一段請求流，不得不去研究一下RSA加密。
首先，強調一點：密鑰的“鑰”讀“yue”，不是“yao”，額。。。
網上關于RSA的原理一抓一大把的，這里只是簡單說說我的理解：
1. 兩個足夠大的互質數p, q；
2. 用于模運算的模 n=p*q；
3. 公鑰KU（e, n）中的e滿足 1<e< (p-1)(q-1)，且與(p-1)(q-1)互質；
4. 密鑰KR（d, n）中的d滿足 d*e % (p-1)(q-1）= 1，%是取余運算。
因為公鑰是公開的，所以我知道了e和n，那么根據2,3,4式子的關系，我們只要從n的值推出p, q的值則可計算出d的值，也就能找到密鑰。
然而，關鍵就在這里， n=p*q，如果兩個互質數p和q足夠大，那么根據目前的計算機技術和其他工具，至今也沒能從n分解出p和q，這是數學上的一個難題，也正是這個難題成為了RSA加密至今被廣泛使用的原因。換句話說，只要密鑰長度n足夠大（一般1024足矣），基本上不可能從公鑰信息推出私鑰信息。
好了，這里作為研究的隨筆，記錄一下java如何使用，以下主要有三種方法，基本大同小異，只是獲取公鑰私鑰的途徑不一樣就是了：
方法一：
利用KeyPairGenerator直接生成公鑰和密鑰，一般私鑰保留給服務端，公鑰交給客戶端。
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public class RSACryptography { public static String data="hello world"; public static void main(String[] args) throws Exception { // TODO Auto-generated method stub KeyPair keyPair=genKeyPair(1024); //獲取公鑰，并以base64格式打印出來 PublicKey publicKey=keyPair.getPublic(); System.out.println("公鑰："+new String(Base64.getEncoder().encode(publicKey.getEncoded()))); //獲取私鑰，并以base64格式打印出來 PrivateKey privateKey=keyPair.getPrivate(); System.out.println("私鑰："+new String(Base64.getEncoder().encode(privateKey.getEncoded()))); //公鑰加密 byte[] encryptedBytes=encrypt(data.getBytes(), publicKey); System.out.println("加密后："+new String(encryptedBytes)); //私鑰解密 byte[] decryptedBytes=decrypt(encryptedBytes, privateKey); System.out.println("解密后："+new String(decryptedBytes)); } //生成密鑰對 public static KeyPair genKeyPair(int keyLength) throws Exception{ KeyPairGenerator keyPairGenerator=KeyPairGenerator.getInstance("RSA"); keyPairGenerator.initialize(1024); return keyPairGenerator.generateKeyPair(); } //公鑰加密 public static byte[] encrypt(byte[] content, PublicKey publicKey) throws Exception{ Cipher cipher=Cipher.getInstance("RSA");//java默認"RSA"="RSA/ECB/PKCS1Padding" cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, publicKey); return cipher.doFinal(content); } //私鑰解密 public static byte[] decrypt(byte[] content, PrivateKey privateKey) throws Exception{ Cipher cipher=Cipher.getInstance("RSA"); cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, privateKey); return cipher.doFinal(content); }} |
運行結果：
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公鑰：MIGfMA0GCSqGSIb3DQEBAQUAA4GNADCBiQKBgQCSl6V7XNkVR9+NotekZm1FjHdL7oDqA66hrG5D/wgQ1XIF22mex7pnNc8PRBRScJQZJbzQ3ZnVmV5XqrVSCGbqaMPFmIXetu6lifQHoGptH9ghZsemanqp0sSd1TkHcPL2Njk/hZabWYBzPbjlidgfcMotehnFUdlIMGCusMV0awIDAQAB私鑰：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加密后：v?, Y 9?檂o 庬鉤h﹎m_?$惇櫤?p崍?4蹥bhhN?25/?6T駩樁w草遏鬼碙&柀&*軄Q晛1鱋A祉@眽`剪啃`噾?> x/運婣?HI砛奊瑘i?$B撈?毟"ST解密后：hello world |
方法二：
實際上，方法一只是用來生成密鑰就OK了，生成的密鑰需要保存到本地文件中，所以一般不會在客戶端調用KeyPairGenerator進行密鑰的生成操作。
這里，我們可以將方法一得到的密鑰保存到文件，下次我們直接讀取就可以了。我假設以String的形式保存在文件內，那么接下來直接使用讀取到的String生成密鑰即可。
當然，你也可以使用openssl來生成也可以，不過我覺得麻煩就不弄了。
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public class RSACryptography { public static String data="hello world"; public static String publicKeyString="MIGfMA0GCSqGSIb3DQEBAQUAA4GNADCBiQKBgQCISLP98M/56HexX/9FDM8iuIEQozy6kn2JMcbZS5/BhJ+U4PZIChJfggYlWnd8NWn4BYr2kxxyO8Qgvc8rpRZCkN0OSLqLgZGmNvoSlDw80UXq90ZsVHDTOHuSFHw8Bv//B4evUNJBB8g9tpVxr6P5EJ6FMoR/kY2dVFQCQM4+5QIDAQAB"; public static String privateKeyString="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"; public static void main(String[] args) throws Exception { // TODO Auto-generated method stub //獲取公鑰 PublicKey publicKey=getPublicKey(publicKeyString); //獲取私鑰 PrivateKey privateKey=getPrivateKey(privateKeyString); //公鑰加密 byte[] encryptedBytes=encrypt(data.getBytes(), publicKey); System.out.println("加密后："+new String(encryptedBytes)); //私鑰解密 byte[] decryptedBytes=decrypt(encryptedBytes, privateKey); System.out.println("解密后："+new String(decryptedBytes)); } //將base64編碼后的公鑰字符串轉成PublicKey實例 public static PublicKey getPublicKey(String publicKey) throws Exception{ byte[ ] keyBytes=Base64.getDecoder().decode(publicKey.getBytes()); X509EncodedKeySpec keySpec=new X509EncodedKeySpec(keyBytes); KeyFactory keyFactory=KeyFactory.getInstance("RSA"); return keyFactory.generatePublic(keySpec); } //將base64編碼后的私鑰字符串轉成PrivateKey實例 public static PrivateKey getPrivateKey(String privateKey) throws Exception{ byte[ ] keyBytes=Base64.getDecoder().decode(privateKey.getBytes()); PKCS8EncodedKeySpec keySpec=new PKCS8EncodedKeySpec(keyBytes); KeyFactory keyFactory=KeyFactory.getInstance("RSA"); return keyFactory.generatePrivate(keySpec); } //公鑰加密 public static byte[] encrypt(byte[] content, PublicKey publicKey) throws Exception{ Cipher cipher=Cipher.getInstance("RSA");//java默認"RSA"="RSA/ECB/PKCS1Padding" cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, publicKey); return cipher.doFinal(content); } //私鑰解密 public static byte[] decrypt(byte[] content, PrivateKey privateKey) throws Exception{ Cipher cipher=Cipher.getInstance("RSA"); cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, privateKey); return cipher.doFinal(content); }} |
運行結果
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加密后：.a羫閍Q癭u鉵やAS祏@q??>?:sQ3?A_l'遙`t?6蔍NK%IC尊[鷹#枋リ礼?1i獙 l躕鋨仩?"糍>Ij弻腡諾晦5uDq積嬨璼ey冖U'輵\L〥 %解密后：hello world |
方法三：
除了保存密鑰字符串之外，其他的做法一般是只保存 模n（modulus），公鑰和私鑰的e和d（exponent）。
其中，n, e, d可以這樣獲取到，獲取到后可以保存到本地文件中。
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//獲取公鑰 RSAPublicKey publicKey=(RSAPublicKey) getPublicKey(publicKeyString); BigInteger modulus1=publicKey.getModulus(); BigInteger exponent1=publicKey.getPublicExponent(); //獲取私鑰 RSAPrivateKey privateKey=(RSAPrivateKey) getPrivateKey(privateKeyString); BigInteger modulus2=privateKey.getModulus(); BigInteger exponent2=privateKey..getPrivateExponent(); |
這里，假設我已經從文件中讀取到了modulus和exponent：
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public class RSACryptography { public static String data="hello world"; public static String modulusString="95701876885335270857822974167577168764621211406341574477817778908798408856077334510496515211568839843884498881589280440763139683446418982307428928523091367233376499779842840789220784202847513854967218444344438545354682865713417516385450114501727182277555013890267914809715178404671863643421619292274848317157"; public static String publicExponentString="65537"; public static String privateExponentString="15118200884902819158506511612629910252530988627643229329521452996670429328272100404155979400725883072214721713247384231857130859555987849975263007110480563992945828011871526769689381461965107692102011772019212674436519765580328720044447875477151172925640047963361834004267745612848169871802590337012858580097"; public static void main(String[] args) throws Exception { // TODO Auto-generated method stub //由n和e獲取公鑰 PublicKey publicKey=getPublicKey(modulusString, publicExponentString); //由n和d獲取私鑰 PrivateKey privateKey=getPrivateKey(modulusString, privateExponentString); //公鑰加密 byte[] encryptedBytes=encrypt(data.getBytes(), publicKey); System.out.println("加密后："+new String(encryptedBytes)); //私鑰解密 byte[] decryptedBytes=decrypt(encryptedBytes, privateKey); System.out.println("解密后："+new String(decryptedBytes)); } //將base64編碼后的公鑰字符串轉成PublicKey實例 public static PublicKey getPublicKey(String modulusStr, String exponentStr) throws Exception{ BigInteger modulus=new BigInteger(modulusStr); BigInteger exponent=new BigInteger(exponentStr); RSAPublicKeySpec publicKeySpec=new RSAPublicKeySpec(modulus, exponent); KeyFactory keyFactory=KeyFactory.getInstance("RSA"); return keyFactory.generatePublic(publicKeySpec); } //將base64編碼后的私鑰字符串轉成PrivateKey實例 public static PrivateKey getPrivateKey(String modulusStr, String exponentStr) throws Exception{ BigInteger modulus=new BigInteger(modulusStr); BigInteger exponent=new BigInteger(exponentStr); RSAPrivateKeySpec privateKeySpec=new RSAPrivateKeySpec(modulus, exponent); KeyFactory keyFactory=KeyFactory.getInstance("RSA"); return keyFactory.generatePrivate(privateKeySpec); } //公鑰加密 public static byte[] encrypt(byte[] content, PublicKey publicKey) throws Exception{ Cipher cipher=Cipher.getInstance("RSA");//java默認"RSA"="RSA/ECB/PKCS1Padding" cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, publicKey); return cipher.doFinal(content); } //私鑰解密 public static byte[] decrypt(byte[] content, PrivateKey privateKey) throws Exception{ Cipher cipher=Cipher.getInstance("RSA"); cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, privateKey); return cipher.doFinal(content); }} |
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加密后：g[>X锽.+?"s謉q琾B?,\? ?戮隴⒑e*y浌X蜤??眲Z秔豨Wm麞衹靫〩2孲*?X?9賚埤腴 暎?~_邊槻U☉疀群廥5z鈦?媷Bdh}>i１運癑障a杽解密后：hello world |
這里三種方式總結起來也就是
1,.KeyPairGenerator獲取key；
2. String獲取key；
3. modulus和exponent獲取key。
--------------------后來，我發現，數據太長拋異常了，好吧---------------------------
然而，當加密的數據太長的時候則需要分組加密，不然數據過長會拋異常，如“Encryt data is too much”，或者“data length is longer than 127”等。
上面三個方法使用的key的n值（modulus）是1024bit的，也就是128byte，根據RSA加密規則，加密1 byte字節的數據，需要12 byte，即其他11byte可能用于記錄其他信息什么的，這里我就不清楚了，而1024bit長度的key則最多可以加密128-11=117byte的數據，所以，對于超過117byte的數據，我們需要以117byte為一組進行數據分割。
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public class RSACryptography { public static String data="hello world"; public static String modulusString="95701876885335270857822974167577168764621211406341574477817778908798408856077334510496515211568839843884498881589280440763139683446418982307428928523091367233376499779842840789220784202847513854967218444344438545354682865713417516385450114501727182277555013890267914809715178404671863643421619292274848317157"; public static String publicExponentString="65537"; public static String privateExponentString="15118200884902819158506511612629910252530988627643229329521452996670429328272100404155979400725883072214721713247384231857130859555987849975263007110480563992945828011871526769689381461965107692102011772019212674436519765580328720044447875477151172925640047963361834004267745612848169871802590337012858580097"; public static void main(String[] args) throws Exception { // TODO Auto-generated method stub //由n和e獲取公鑰 PublicKey publicKey=getPublicKey(modulusString, publicExponentString); //由n和d獲取私鑰 PrivateKey privateKey=getPrivateKey(modulusString, privateExponentString); //公鑰加密 String encrypted=encrypt(data, publicKey); System.out.println("加密后："+encrypted); //私鑰解密 String decrypted=decrypt(encrypted, privateKey); System.out.println("解密后："+new String(decrypted)); } //將base64編碼后的公鑰字符串轉成PublicKey實例 public static PublicKey getPublicKey(String modulusStr, String exponentStr) throws Exception{ BigInteger modulus=new BigInteger(modulusStr); BigInteger exponent=new BigInteger(exponentStr); RSAPublicKeySpec publicKeySpec=new RSAPublicKeySpec(modulus, exponent); KeyFactory keyFactory=KeyFactory.getInstance("RSA"); return keyFactory.generatePublic(publicKeySpec); } //將base64編碼后的私鑰字符串轉成PrivateKey實例 public static PrivateKey getPrivateKey(String modulusStr, String exponentStr) throws Exception{ BigInteger modulus=new BigInteger(modulusStr); BigInteger exponent=new BigInteger(exponentStr); RSAPrivateKeySpec privateKeySpec=new RSAPrivateKeySpec(modulus, exponent); KeyFactory keyFactory=KeyFactory.getInstance("RSA"); return keyFactory.generatePrivate(privateKeySpec); } //公鑰加密，并轉換成十六進制字符串打印出來 public static String encrypt(String content, PublicKey publicKey) throws Exception{ Cipher cipher=Cipher.getInstance("RSA");//java默認"RSA"="RSA/ECB/PKCS1Padding" cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, publicKey); int splitLength=((RSAPublicKey)publicKey).getModulus().bitLength()/8-11; byte[][] arrays=splitBytes(content.getBytes(), splitLength); StringBuffer sb=new StringBuffer(); for(byte[] array : arrays){ sb.append(bytesToHexString(cipher.doFinal(array))); } return sb.toString(); } //私鑰解密，并轉換成十六進制字符串打印出來 public static String decrypt(String content, PrivateKey privateKey) throws Exception{ Cipher cipher=Cipher.getInstance("RSA"); cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, privateKey); int splitLength=((RSAPrivateKey)privateKey).getModulus().bitLength()/8; byte[] contentBytes=hexString2Bytes(content); byte[][] arrays=splitBytes(contentBytes, splitLength); StringBuffer sb=new StringBuffer(); for(byte[] array : arrays){ sb.append(new String(cipher.doFinal(array))); } return sb.toString(); } //拆分byte數組 public static byte[][] splitBytes(byte[] bytes, int splitLength){ int x; //商，數據拆分的組數，余數不為0時+1 int y; //余數 y=bytes.length%splitLength; if(y!=0){ x=bytes.length/splitLength+1; }else{ x=bytes.length/splitLength; } byte[][] arrays=new byte[x][]; byte[] array; for(int i=0; i<x; i++){ if(i==x-1 && bytes.length%splitLength!=0){ array=new byte[bytes.length%splitLength]; System.arraycopy(bytes, i*splitLength, array, 0, bytes.length%splitLength); }else{ array=new byte[splitLength]; System.arraycopy(bytes, i*splitLength, array, 0, splitLength); } arrays[i]=array; } return arrays; } //byte數組轉十六進制字符串 public static String bytesToHexString(byte[] bytes) { StringBuffer sb = new StringBuffer(bytes.length); String sTemp; for (int i = 0; i < bytes.length; i++) { sTemp = Integer.toHexString(0xFF & bytes[i]); if (sTemp.length() < 2) sb.append(0); sb.append(sTemp.toUpperCase()); } return sb.toString(); } //十六進制字符串轉byte數組 public static byte[] hexString2Bytes(String hex) { int len = (hex.length() / 2); hex=hex.toUpperCase(); byte[] result = new byte[len]; char[] achar = hex.toCharArray(); for (int i = 0; i < len; i++) { int pos = i * 2; result[i] = (byte) (toByte(achar[pos]) << 4 | toByte(achar[pos + 1])); } return result; } private static byte toByte(char c) { byte b = (byte) "0123456789ABCDEF".indexOf(c); return b; }} |
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加密后：0681CEA1051892E038CEB83EDCD5D549B61F31787FEF92123E0961F2E8FAF2590BAD88A2341C9684E6B3791D03D95BDFFF852EFD79B6748364A8A2369828A6E5752FE3910EA162970BAED78ABDE37F2DB2523CB3B47A46A9B2BC2C2C828D6024913B9B52E43837BCD0A6DF74BE14EB593EB732351961EA33732CE5347281EEAE解密后：hello world |
最后，有一點必須強調，因為中間磨了我不少時間。
中間加密后，如果要打印出來，必須以十六進制或者BCD碼的形式打印，不能new String（byte[]）后，再從這個String里getbytes（），也不要用base64，不然會破壞原數據。
比如，舉個例子：
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byte[ ] bytes=new byte[ ]{108, -56, 111, 34, -67}; byte[ ] newBytes=new String(bytes).getBytes(); StringBuffer sb=new StringBuffer(); for(int i=0; i<newBytes.length; i++){ sb.append(newBytes[i]+"|"); } System.out.println(sb.toString()); |
將一個byte數組new String后再getbytes出來后，看看運行結果：
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108|-56|111|34|63 |
最后一個byte由-67變為了63，這個務必注意啊~
總結
以上就是本文關于java加解密RSA使用方法代碼示例的全部內容，希望對大家有所幫助。有什么問題可以留言指出，歡迎大家交流討論。
原文鏈接：http://blog.csdn.net/qq_18870023/article/details/52596808
