对请求响应数据进行加密解密传输

项目需求背景

本项目本来是围绕app相关的开发，接口都已经开发完了，在之后的需求提出来要在微信公众号也整一套，需要对微信这边的请求响应的数据进行加密解密，还需要满足app这边的请求响应不动。

加密方式

和前端进行商量后，决定使用RSA+AES两种加密算法，因为AES对称加密的效率要比RSA效率高很多，实现的步骤是：

1. 后端先生成RSA加密算法的公钥和私钥，私钥自己保存，存入redis中，然后将存入redis中的随机生成字符串的key和公钥给前端
2. 前端生成AES密钥
3. 前端对请求的数据使用AES密钥进行加密
4. 然后使用调用后端接口得到的RSA公钥对AES密钥进行加密
5. 将加密后的AES密钥，以及第一步生成的随机字符串key放入请求头中
6. 后端先获取请求头中的数据，如果有上面这两个值就表示该请求是微信发送的，请求数据需要解密，如果请求头中没有这两个数据就不需要解密
7. 解密的具体过程是首先取出请求体中的数据，解密，将解密后的数据放回请求体中
8. 加密的过程和解密相似

具体代码

RSA加密工具类代码如下：

package com.ncb.mbank.api.framework.web.utils;

import java.io.ByteArrayOutputStream;
import java.security.Key;
import java.security.KeyFactory;
import java.security.KeyPair;
import java.security.KeyPairGenerator;
import java.security.PrivateKey;
import java.security.PublicKey;
import java.security.Signature;
import java.security.interfaces.RSAPrivateKey;
import java.security.interfaces.RSAPublicKey;
import java.security.spec.PKCS8EncodedKeySpec;
import java.security.spec.X509EncodedKeySpec;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

import javax.crypto.Cipher;

/**
 * <p>
 * RSA公钥/私钥/签名工具包
 * </p>
 * <p>
 * 字符串格式的密钥在未在特殊说明情况下都为BASE64编码格式<br/>
 * 由于非对称加密速度极其缓慢，一般文件不使用它来加密而是使用对称加密，<br/>
 * 非对称加密算法可以用来对对称加密的密钥加密，这样保证密钥的安全也就保证了数据的安全
 * </p>
 *
 * @author 胡尚
 * @date 2022/1/7 14:11
 * @version 1.0
 */
public class RsaUtil {
   

    /**
     * 加密算法RSA
     */
    public static final String KEY_ALGORITHM = "RSA";


    /**
     * 签名算法
     */
    public static final String SIGNATURE_ALGORITHM = "MD5withRSA";


    /**
     * 获取公钥的key
     */
    private static final String PUBLIC_KEY = "RSAPublicKey";


    /**
     * 获取私钥的key
     */
    private static final String PRIVATE_KEY = "RSAPrivateKey";


    /**
     * RSA最大加密明文大小
     */
    private static final int MAX_ENCRYPT_BLOCK = 117;


    /**
     * RSA最大解密密文大小
     */
    private static final int MAX_DECRYPT_BLOCK = 128;


    /**
     * <p>
     * 生成密钥对(公钥和私钥)
     * </p>
     *
     * @return
     * @throws Exception
     */
    public static Map<String, Object> genKeyPair() throws Exception {
   
        KeyPairGenerator keyPairGen = KeyPairGenerator.getInstance(KEY_ALGORITHM);
        keyPairGen.initialize(1024);
        KeyPair keyPair = keyPairGen.generateKeyPair();
        RSAPublicKey publicKey = (RSAPublicKey) keyPair.getPublic();
        RSAPrivateKey privateKey = (RSAPrivateKey) keyPair.getPrivate();
        Map<String, Object> keyMap = new HashMap<String, Object>(2);
        keyMap.put(PUBLIC_KEY, publicKey);
        keyMap.put(PRIVATE_KEY, privateKey);
        return keyMap;
    }


    /**
     * <p>
     * 用私钥对信息生成数字签名
     * </p>
     *
     * @param data
     *            已加密数据
     * @param privateKey
     *            私钥(BASE64编码)
     *
     * @return
     * @throws Exception
     */
    public static String sign(byte[] data, String privateKey) throws Exception {
   
        byte[] keyBytes = Base64Utils.decode(privateKey);
        PKCS8EncodedKeySpec pkcs8KeySpec = new PKCS8EncodedKeySpec(keyBytes);
        KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance(KEY_ALGORITHM);
        PrivateKey privateK = keyFactory.generatePrivate(pkcs8KeySpec);
        Signature signature = Signature.getInstance(SIGNATURE_ALGORITHM);
        signature.initSign(privateK);
        signature.update(data);
        return Base64Utils.encode(signature.sign());
    }


    /**
     * <p>
     * 校验数字签名
     * </p>
     *
     * @param data
     *            已加密数据
     * @param publicKey
     *            公钥(BASE64编码)
     * @param sign
     *            数字签名
     *
     * @return
     * @throws Exception
     *
     */
    public static boolean verify(byte[] data, String publicKey, String sign) throws Exception {
   
        byte[] keyBytes = Base64Utils.decode(publicKey);
        X509EncodedKeySpec keySpec = new X509EncodedKeySpec(keyBytes);
        KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance(KEY_ALGORITHM);
        PublicKey publicK = keyFactory.generatePublic(keySpec);
        Signature signature = Signature.getInstance(SIGNATURE_ALGORITHM);
        signature.initVerify(publicK);
        signature.update(data);
        return signature.verify(Base64Utils.decode(sign));
    }


    /**
     * <P>
     * 私钥解密
     * </p>
     *
     * @param encryptedData
     *            已加密数据
     * @param privateKey
     *            私钥(BASE64编码)
     * @return
     * @throws Exception
     */
    public static byte[] decryptByPrivateKey(byte[] encryptedData, String privateKey) throws Exception {
   
        byte[] keyBytes = Base64Utils.decode(privateKey);
        PKCS8EncodedKeySpec pkcs8KeySpec = new PKCS8EncodedKeySpec(keyBytes);
        KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance(KEY_ALGORITHM);
        Key privateK = keyFactory.generatePrivate(pkcs8KeySpec);
        Cipher cipher = Cipher.getInstance(keyFactory.getAlgorithm());
        cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, privateK);
        int inputLen = encryptedData.length;
        ByteArrayOutputStream out = new ByteArrayOutputStream();
        int offSet = 0;
        byte[] cache;
        int i = 0;
        // 对数据分段解密
        while (inputLen - offSet > 0) {
   
            if (inputLen - offSet > MAX_DECRYPT_BLOCK) {
   
                cache = cipher.doFinal(encryptedData, offSet, MAX_DECRYPT_BLOCK);
            } else {
   
                cache = cipher.doFinal(encryptedData, offSet, inputLen - offSet);
            }
            out.write(cache, 0, cache.length);
            i++;
            offSet = i * MAX_DECRYPT_BLOCK;
        }
        byte[] decryptedData = out.toByteArray();
        out.close();
        return decryptedData;
    }


    /**
     * <p>
     * 公钥解密
     * </p>
     *
     * @param encryp