RSA非对称加密怎么实现，Java语言轻松搞定

最新推荐文章于 2025-12-09 16:25:48 发布

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#java

核心概念

非对称加密：使用公钥加密、私钥解密
密钥对：公钥（公开）和私钥（保密）
典型应用：数据加密、数字签名

Java实现代码

import javax.crypto.Cipher;
import java.security.*;
import java.util.Base64;

public class RSAExample {
    
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        // 1. 生成密钥对
        KeyPair keyPair = generateKeyPair();
        PublicKey publicKey = keyPair.getPublic();
        PrivateKey privateKey = keyPair.getPrivate();
        
        String originalMessage = "重要机密数据: 42";
        System.out.println("原始消息: " + originalMessage);
        
        // 2. 加密示例
        String encryptedMsg = encrypt(originalMessage, publicKey);
        System.out.println("加密消息: " + encryptedMsg);
        
        // 3. 解密示例
        String decryptedMsg = decrypt(encryptedMsg, privateKey);
        System.out.println("解密消息: " + decryptedMsg);
        
        // 4. 数字签名示例
        String signature = sign(originalMessage, privateKey);
        System.out.println("数字签名: " + signature);
        
        // 5. 签名验证
        boolean isValid = verify(originalMessage, signature, publicKey);
        System.out.println("签名验证: " + (isValid ? "有效" : "无效"));
    }
    
    // 生成RSA密钥对（2048位）
    public static KeyPair generateKeyPair() throws NoSuchAlgorithmException {
        KeyPairGenerator keyGen = KeyPairGenerator.getInstance("RSA");
        keyGen.initialize(2048);
        return keyGen.generateKeyPair();
    }
    
    // RSA加密
    public static String encrypt(String plainText, PublicKey publicKey) throws Exception {
        Cipher cipher = Cipher.getInstance("RSA/ECB/PKCS1Padding");
        cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, publicKey);
        byte[] encryptedBytes = cipher.doFinal(plainText.getBytes());
        return Base64.getEncoder().encodeToString(encryptedBytes);
    }
    
    // RSA解密
    public static String decrypt(String encryptedText, PrivateKey privateKey) throws Exception {
        byte[] encryptedBytes = Base64.getDecoder().decode(encryptedText);
        Cipher cipher = Cipher.getInstance("RSA/ECB/PKCS1Padding");
        cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, privateKey);
        return new String(cipher.doFinal(encryptedBytes));
    }
    
    // 数字签名（SHA256withRSA）
    public static String sign(String plainText, PrivateKey privateKey) throws Exception {
        Signature privateSignature = Signature.getInstance("SHA256withRSA");
        privateSignature.initSign(privateKey);
        privateSignature.update(plainText.getBytes());
        byte[] signature = privateSignature.sign();
        return Base64.getEncoder().encodeToString(signature);
    }
    
    // 签名验证
    public static boolean verify(String plainText, String signature, PublicKey publicKey) throws Exception {
        Signature publicSignature = Signature.getInstance("SHA256withRSA");
        publicSignature.initVerify(publicKey);
        publicSignature.update(plainText.getBytes());
        byte[] signatureBytes = Base64.getDecoder().decode(signature);
        return publicSignature.verify(signatureBytes);
    }
}

典型应用场景

1. 安全数据传输

// 客户端：用服务器公钥加密数据
String clientData = "用户凭证: ABC-123";
String encrypted = encrypt(clientData, serverPublicKey);

// 服务器：用自己的私钥解密
String decrypted = decrypt(encrypted, serverPrivateKey);

2. 数字签名（防篡改）

// 发送方：生成文件签名
String document = "合同条款...";
String signature = sign(document, senderPrivateKey);

// 接收方：验证签名
boolean valid = verify(document, signature, senderPublicKey);

3. 登录令牌验证

// 认证服务器生成令牌
String token = "user=admin|expiry=20231231";
String signedToken = sign(token, serverPrivateKey);

// 客户端携带令牌：token + "|" + signedToken

// 资源服务器验证
String[] parts = token.split("\\|");
boolean valid = verify(parts[0], parts[1], serverPublicKey);

关键注意事项

密钥长度：至少使用2048位（3072位更安全）
加密限制：RSA单次加密数据长度 < 密钥长度-11字节

密钥处理：

// 实际应用中应结合AES加密数据，用RSA加密AES密钥
String aesKey = "AES-256密钥";
String encryptedKey = encrypt(aesKey, rsaPublicKey);

密钥存储：
- 公钥：可公开发布（PEM格式）
- 私钥：使用HSM或密钥库保护（如Java KeyStore）
填充方案：推荐RSA/ECB/OAEPWithSHA-256AndMGF1Padding

安全增强建议

定期轮换密钥（每年至少一次）
使用硬件安全模块（HSM）保护私钥
敏感操作添加时间戳防重放攻击
完整实现应包含异常处理和日志审计