安全加密算法与数据签名总结（3）

非对称加密

     非对称加密算法又称为公开密钥加密算法，它需要两个密钥，一个称为公开密钥，即公钥；另一个称为私有密钥，即私钥。公钥和私钥需要配对使用，如果用公钥对数据进行加密，只有用对应的私钥才能进行解密，而如果使用私钥对数据进行加密，那么只有用对应的公钥才能进行解密。因为加密和解密使用的是两个不同的密钥，所以这种算法称为非对称加密算法。

     非对称加密算法实现机密信息交换的基本过程是：甲方生成一对密钥并将其中的一把作为公钥向其他人公开，得到该公钥的乙方使用密钥对机密信息进行加密后再发送给甲方，甲方再使用自己保存的另一把专用密钥(即私钥)对加密后的信息进行解密。 

非对称加密算法的特点：对称加密算法中只有一种密钥，并且是非公开的，如果要解密就得让对方知道密钥，所以保证其安全性就是保证密钥的安全，而一旦密钥在传输过程中泄漏，加密信息就不再安全。而非对称加密算法中包含有两种密钥，其中一个是公开的，这样就不需要像对称加密算法那样，需要传输密钥给对方进行数据加密了，大大地提高了加密算法的安全性。非对称加密算法能够保证，即使实在获知公钥、加密算法和加密算法源代码的情况下，也无法获得公钥对应的私钥，因此也无法对公钥加密的密文进行解密。

     但是由于非对称加密算法的复杂性，使得其加密解密速度远没有对称加密解密的速度快。为了解决加密的速度问题，人们一般采取两种加密结合使用的办法，优缺点互补，达到时间和安全的平衡：对称加密算法加密速度快，人们用它来加密较长的文件，然后用非对称加密算法来给文件密钥加密，解决了对称加密算法的密钥分发问题。

     当前使用最为广泛的非对称加密算法非RSA莫属。背包算法

1、RSA算法

     RSA非对称加密算法是目前最有影响力的非对称加密算法，他能够抵抗到目前为止已知的所有密码攻击，已被ISO推荐为公钥数据加密标准。RSA算法基于一个十分简单的数论事实：将两个大素数相乘十分容易，但反过来想要对其乘积进行因式分解却极其困难，因此可以将乘积公开作为加密密钥。

     Java的RSA算法的基本使用：

     生成公钥与私钥：

      KeyPairGenerator keyPairGen = KeyPairGenerator.getInstance(RSA);

    keyPairGen.initialize(1024);//密码位数

公钥和私钥可以通过KeyPairGenerator执行generateKeyPair()后生成密钥对KeyPair，通过KeyPair.getPublic()和KeyPair.getPrivate()来获取。如下代码：

// 动态生成密钥对，这是当前最耗时的操作，一般要2s以上。

KeyPair keyPair = keyPairGen.generateKeyPair();// 公钥

PublicKey publicKey = (RSAPublicKey) keyPair.getPublic();// 私钥

PrivateKey privateKey = (RSAPrivateKey) keyPair.getPrivate();

byte[] publicKeyData = publicKey.getEncoded();

byte[] privateKeyData = publicKey.getEncoded();

     // 通过公钥byte[]将公钥还原，适用于RSA算法

     public static PublicKey getPublicKey( byte[] keyBytes) throws NoSuchAlgorithmException,InvalidKeySpecException {

      X509EncodedKeySpec keySpec = new X509EncodedKeySpec(keyBytes);

      KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance("RSA");

      PublicKey publicKey = keyFactory.generatePublic(keySpec);

     return publicKey;

          

     // 通过私钥byte[]将公钥还原，适用于RSA算法

     public static PrivateKey getPrivateKey( byte[] keyBytes) throws NoSuchAlgorithmException, InvalidKeySpecException {

              PKCS8EncodedKeySpec keySpec = new PKCS8EncodedKeySpec(keyBytes);

              KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance("RSA");

              PrivateKey privateKey = keyFactory.generatePrivate(keySpec);

              return privateKey;

     使用1024初始化KeyPairGenerator，RSA加密后的密文的长度为1024位，即128个字节，此时明文的最大长度不能超过117个字节，超过117个字节需要使用2048的keysize来初始化KeyPairGenerator，超过245个字节则需要使用更高位数的keysize。RSA的keysize位数越高，其产生密钥对及加密、解密的速度越慢，这是基于大素数非对称加密算法的缺陷。