Java实现RSA加密
1.原理
2.实现过程
3.公式
4.举例
5.最后简单谈谈RSA的安全性
在RSA密码应用中，公钥KU是被公开的，即e和n的数值可以被第三方窃听者得到。破解RSA密码的问题就是从已知的e和n的数值（n等于pq），想法求出d的数值，这样就可以得到私钥来破解密文。从上文中的公式：d ≡e-1 (mod((p-1)(q-1)))或de≡1 (mod((p-1)(q-1))) 我们可以看出。密码破解的实质问题是：从Pq的数值，去求出(p-1)和(q-1)。换句话说，只要求出p和q的值，我们就能求出d的值而得到私钥。
当p和q是一个大素数的时候，从它们的积pq去分解因子p和q，这是一个公认的数学难题。比如当pq大到1024位时，迄今为止还没有人能够利用任何计算工具去完成分解因子的任务。因此，RSA从提出到现在已近二十年，经历了各种攻击的考验，逐渐为人们接受，普遍认为是目前最优秀的公钥方案之一。
然而，虽然RSA的安全性依赖于大数的因子分解，但并没有从理论上证明破译RSA的难度与大数分解难度等价。即RSA的重大缺陷是无法从理论上把握它的保密性能如何。
此外，RSA的缺点还有：A)产生密钥很麻烦，受到素数产生技术的限制，因而难以做到一次一密。B)分组长度太大，为保证安全性，n 至少也要 600 bits 以上，使运算代价很高，尤其是速度较慢，较对称密码算法慢几个数量级；且随着大数分解技术的发展，这个长度还在增加，不利于数据格式的标准化。因此，使用RSA只能加密少量数据，大量的数据加密还要靠对称密码算法。
6.代码
package com.my;
import org.apache.commons.codec.binary.Base64;
import org.apache.commons.io.IOUtils;
import javax.crypto.Cipher;
import java.io.ByteArrayOutputStream;
import java.security.*;
import java.security.interfaces.RSAPrivateKey;
import java.security.interfaces.RSAPublicKey;
import java.security.spec.InvalidKeySpecException;
import java.security.spec.PKCS8EncodedKeySpec;
import java.security.spec.X509EncodedKeySpec;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
public class RSAUtils {
public static final String CHARSET = "UTF-8";
public static final String RSA_ALGORITHM = "RSA"; // ALGORITHM ['ælgərɪð(ə)m] 算法的意思
public static Map<String, String> createKeys(int keySize) {
// 为RSA算法创建一个KeyPairGenerator对象
KeyPairGenerator kpg;
try {
kpg = KeyPairGenerator.getInstance(RSA_ALGORITHM);
} catch (NoSuchAlgorithmException e) {
throw new IllegalArgumentException("No such algorithm-->[" + RSA_ALGORITHM + "]");
}
// 初始化KeyPairGenerator对象,密钥长度
kpg.initialize(keySize);
// 生成密匙对
KeyPair keyPair = kpg.generateKeyPair();
// 得到公钥
Key publicKey = keyPair.getPublic();
String publicKeyStr = Base64.encodeBase64URLSafeString(publicKey.getEncoded());
// 得到私钥
Key privateKey = keyPair.getPrivate();
String privateKeyStr = Base64.encodeBase64URLSafeString(privateKey.getEncoded());
// map装载公钥和私钥
Map<String, String> keyPairMap = new HashMap<String, String>();
keyPairMap.put("publicKey", publicKeyStr);
keyPairMap.put("privateKey", privateKeyStr);
// 返回map
return keyPairMap;
}
/**
* 得到公钥
* @param publicKey 密钥字符串（经过base64编码）
* @throws Exception
*/
public static RSAPublicKey getPublicKey(String publicKey) throws NoSuchAlgorithmException, InvalidKeySpecException {
// 通过X509编码的Key指令获得公钥对象
KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance(RSA_ALGORITHM);
X509EncodedKeySpec x509KeySpec = new X509EncodedKeySpec(Base64.decodeBase64(publicKey));
RSAPublicKey key = (RSAPublicKey) keyFactory.generatePublic(x509KeySpec);
return key;
}
/**
* 得到私钥
* @param privateKey 密钥字符串（经过base64编码）
* @throws Exception
*/
public static RSAPrivateKey getPrivateKey(String privateKey) throws NoSuchAlgorithmException, InvalidKeySpecException {
// 通过PKCS#8编码的Key指令获得私钥对象
KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance(RSA_ALGORITHM);
PKCS8EncodedKeySpec pkcs8KeySpec = new PKCS8EncodedKeySpec(Base64.decodeBase64(privateKey));
RSAPrivateKey key = (RSAPrivateKey) keyFactory.generatePrivate(pkcs8KeySpec);
return key;
}
/**
* 公钥加密
* @param data
* @param publicKey
* @return
*/
public static String publicEncrypt(String data, RSAPublicKey publicKey) {
try {
Cipher cipher = Cipher.getInstance(RSA_ALGORITHM);
cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, publicKey);
return Base64.encodeBase64URLSafeString(rsaSplitCodec(cipher, Cipher.ENCRYPT_MODE, data.getBytes(CHARSET), publicKey.getModulus().bitLength()));
} catch (Exception e) {
throw new RuntimeException("加密字符串[" + data + "]时遇到异常", e);
}
}
/**
* 私钥解密
* @param data
* @param privateKey
* @return
*/
public static String privateDecrypt(String data, RSAPrivateKey privateKey) {
try {
Cipher cipher = Cipher.getInstance(RSA_ALGORITHM);
cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, privateKey);
return new String(rsaSplitCodec(cipher, Cipher.DECRYPT_MODE, Base64.decodeBase64(data), privateKey.getModulus().bitLength()), CHARSET);
} catch (Exception e) {
throw new RuntimeException("解密字符串[" + data + "]时遇到异常", e);
}
}
/**
* 私钥加密
* @param data
* @param privateKey
* @return
*/
public static String privateEncrypt(String data, RSAPrivateKey privateKey) {
try {
Cipher cipher = Cipher.getInstance(RSA_ALGORITHM);
//每个Cipher初始化方法使用一个模式参数opmod，并用此模式初始化Cipher对象。此外还有其他参数，包括密钥key、包含密钥的证书certificate、算法参数params和随机源random。
cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, privateKey);
return Base64.encodeBase64URLSafeString(rsaSplitCodec(cipher, Cipher.ENCRYPT_MODE, data.getBytes(CHARSET), privateKey.getModulus().bitLength()));
} catch (Exception e) {
throw new RuntimeException("加密字符串[" + data + "]时遇到异常", e);
}
}
/**
* 公钥解密
* @param data
* @param publicKey
* @return
*/
public static String publicDecrypt(String data, RSAPublicKey publicKey) {
try {
Cipher cipher = Cipher.getInstance(RSA_ALGORITHM);
cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, publicKey);
return new String(rsaSplitCodec(cipher, Cipher.DECRYPT_MODE, Base64.decodeBase64(data), publicKey.getModulus().bitLength()), CHARSET);
} catch (Exception e) {
throw new RuntimeException("解密字符串[" + data + "]时遇到异常", e);
}
}
//rsa切割解码 , ENCRYPT_MODE,加密数据 ,DECRYPT_MODE,解密数据
private static byte[] rsaSplitCodec(Cipher cipher, int opmode, byte[] datas, int keySize) {
int maxBlock = 0; //最大块
if (opmode == Cipher.DECRYPT_MODE) {
maxBlock = keySize / 8;
} else {
maxBlock = keySize / 8 - 11;
}
ByteArrayOutputStream out = new ByteArrayOutputStream();
int offSet = 0;
byte[] buff;
int i = 0;
try {
while (datas.length > offSet) {
if (datas.length - offSet > maxBlock) {
//可以调用以下的doFinal（）方法完成加密或解密数据：
buff = cipher.doFinal(datas, offSet, maxBlock);
} else {
buff = cipher.doFinal(datas, offSet, datas.length - offSet);
}
out.write(buff, 0, buff.length);
i++;
offSet = i * maxBlock;
}
} catch (Exception e) {
throw new RuntimeException("加解密阀值为[" + maxBlock + "]的数据时发生异常", e);
}
byte[] resultDatas = out.toByteArray();
IOUtils.closeQuietly(out);
return resultDatas;
}
// 简单测试____________
public static void main(String[] args) throws Exception {
Map<String, String> keyMap = RSAUtils.createKeys(1024);
String publicKey = keyMap.get("publicKey");
String privateKey = keyMap.get("privateKey");
System.out.println("公钥: \n\r" + publicKey);
System.out.println("私钥： \n\r" + privateKey);
System.out.println("公钥加密——私钥解密");
String str = "站在大明门前守卫的禁卫军，事先没有接到\n" + "有关的命令，但看到大批盛装的官员来临，也就\n" + "以为确系举行大典，因而未加询问。进大明门即\n" + "为皇城。文武百官看到端门午门之前气氛平静，\n" + "城楼上下也无朝会的迹象，既无几案，站队点名\n" + "的御史和御前侍卫“大汉将军”也不见踪影，不免\n"
+ "心中揣测，互相询问：所谓午朝是否讹传？";
System.out.println("\r明文：\r\n" + str);
System.out.println("\r明文大小：\r\n" + str.getBytes().length);
String encodedData = RSAUtils.publicEncrypt(str, RSAUtils.getPublicKey(publicKey)); //传入明文和公钥加密,得到密文
System.out.println("密文：\r\n" + encodedData);
String decodedData = RSAUtils.privateDecrypt(encodedData, RSAUtils.getPrivateKey(privateKey)); //传入密文和私钥,得到明文
System.out.println("解密后文字: \r\n" + decodedData);
}
}
扫一扫
965
被折叠的 条评论
为什么被折叠?
到【灌水乐园】发言
