Java之RSA加解密解析

  說明：在上篇中提到Base64加解密（詳細參見上），但Base64自己並非用來作加解密的。雖然能夠經過變化的序列來達到加解密目的，但Base64有一個問題那就是不具有驗證性，它不驗證目標源是否是通過Base64加密過的，是否能解的開；統統來者不拒，解出來的東西有時候莫名其妙，因此通常仍是建議少用Base64去作加解密。   本文提到RSA是一個標準的非對稱加解密算法，使用場景：根據RSA的特性，它有公鑰和私鑰兩個密匙，一般能夠用在一端加密、另一通須要解密的場景，另一個加密的長度問題在正文中討論；若是僅僅用來作驗籤則沒有必要用。

1、什麼是非對稱算法

---

  非對稱密鑰算法是指一個加密算法的加密密鑰和解密密鑰是不同的，或者說不能由其中一個密鑰推導出另外一個密鑰。具體實現算法原理可參見官方說明，這裏主要基於java的應用級別介紹。

---

2、RSA中的長度問題

---

一、RSA初始化長度   Java中實現的初始化長度默認是512，因此若是小於512會拋異常，這裏的長度是bit。

二、目標文本長度

  根據上面兩個圖示，一樣的初始化長度，惟一的區別就是第二個圖中的目標文本長度是54，致使加解密失敗。那目標文本長度與初始化長度有什麼關係？在Java對RSA的實現中有一個計算公式，目標文本的長度（字節）<=RSA初化長度-11； 結合公式分析一下上面RSA的字節長度=512/8，即64個字節；64-11=53字節，因此要求目標文本長度必定是小於等於53個字節長度。   這裏也能夠解決在最開始應用場景中的另一個問題，在使用RSA對文本加解密時必定要考慮目標文本的長度，若是文本較長，能夠適當調節初始化長度（建議是8的倍數，緣由不用多說了吧）。   注意： RSA的初始化長度越大，能夠加密的目標文本長度越大，加密後的密文越長，但加密時的性能越差，須要綜合平衡（若目標文本過長，建議分段加密）；另外注意上面長度的單位。

---

3、RSA爲何常和Base64一塊兒使用

---

一、編碼一致性，Base64設計最初的目的就是解決網絡傳速時，編碼不一致問題，這個很容易理解。 二、二進制的不可見性

  RSA中字符串String用來存放明文，Byte數組用來存放加密後的密文；既然是密文天然不想容易被轉換；經過上面的小demo能夠很清楚的看出，String和Byte數組之間能夠很容易轉換，因此這也是爲何引入Base64的緣由。

---

4、完整的DEMO

---

   若是讓Base64具備加解密的功能，至少要一部分是變化的；這裏能夠經過變化標準序列的方式；建議你們用到的時候，能夠先看一下第3部分中標出那個類的源碼（沒幾行代碼）；這個變化的序列能夠根據時間、根據UUID、根據一切能夠變換的東西來生成，這裏是根據UUID來隨機生成序列。    一、生成隨機序列

import java.security.Key;
import java.security.KeyFactory;
import java.security.KeyPair;
import java.security.KeyPairGenerator;
import java.security.NoSuchAlgorithmException;
import java.security.PrivateKey;
import java.security.PublicKey;
import java.security.spec.PKCS8EncodedKeySpec;
import java.security.spec.X509EncodedKeySpec;
import sun.misc.BASE64Decoder;
import sun.misc.BASE64Encoder;
public final class RSAUtils {
    /**
     * 指定長度來生成RSA公私鑰對。
     */
    public static KeyPair generateRSAKeyPair(int bitLength) throws NoSuchAlgorithmException {
        KeyPairGenerator kpg = KeyPairGenerator.getInstance("RSA");
        if (bitLength > 0)
            kpg.initialize(bitLength);
        return kpg.generateKeyPair();
    }
    public static String getBase64Key(Key key) {
        byte[] encoded = key.getEncoded();
        return new BASE64Encoder().encode(encoded);
    }
    /**
     * 根據提供的base64編碼生成RSA公鑰。
     */
    public static PublicKey getPubKey(String base64String) throws Exception {
        X509EncodedKeySpec pubSpec = new X509EncodedKeySpec(new BASE64Decoder().decodeBuffer(base64String)); 
        return KeyFactory.getInstance("RSA").generatePublic(pubSpec);
    }
    /**
     * 根據提供的base64編碼生成RSA私鑰。
     */
    public static PrivateKey getPriKey(String base64String) throws Exception {
        PKCS8EncodedKeySpec priSpec = new PKCS8EncodedKeySpec(new BASE64Decoder().decodeBuffer(base64String));
        return KeyFactory.getInstance("RSA").generatePrivate(priSpec);
    }
}

複製代碼

public static void main(String[] args) throws Exception {
		KeyPair key = RSAUtils.generateRSAKeyPair(960);
		String publicKey = RSAUtils.getBase64Key(key.getPublic());
		String privateKey = RSAUtils.getBase64Key(key.getPrivate());

		System.out.println(publicKey);
		System.out.println(privateKey);

		StringBuilder sb = new StringBuilder();
		sb.append("rank=1&sessionId=")
				.append("0123456789ABCDEF0123456789ABCDEF").append("&ts=")
				.append(System.currentTimeMillis() + 1000000000);

		String en = encode(sb.toString(), key);
		String de = decode(en, key);
		System.out.println("原文：" + sb.toString());
		System.out.println("密文：" + en);
		System.out.println("密文："+encode(sb.toString(), key));
		System.out.println("解密：" + de);
		
		

	}

	public static String encode(String src, KeyPair key) {
		String hashCode = null;
		try {
			PrivateKey publicKey = (PrivateKey) key.getPrivate();
			Cipher cipher = Cipher.getInstance("RSA");
			cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, publicKey);
			byte[] output = cipher.doFinal(src.getBytes());

			hashCode = new BASE64Encoder().encode(output);
		} catch (Exception e) {

		}
		return hashCode;
	}

	public static String decode(String src, KeyPair key) {
		String returnRes = null;
		try {
			PublicKey publicKey = (PublicKey) key.getPublic();
			Cipher cipher = Cipher.getInstance("RSA");
			cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, publicKey);
			byte[] output = cipher.doFinal(new BASE64Decoder()
					.decodeBuffer(src));
			returnRes = new String(output);
		} catch (Exception e) {

		}
		return returnRes;
	}
複製代碼

持續更新中，能夠關注........