1、简介
RSA公钥加密算法是1977年由罗纳德·李维斯特（Ron Rivest）、阿迪·萨莫尔（Adi Shamir）和伦纳德·阿德曼（Leonard Adleman）一起提出的。1987年首次公布，当时他们三人都在麻省理工学院工作。RSA就是他们三人姓氏开头字母拼在一起组成的。
RSA算法基于一个十分简单的数论事实：将两个大质数相乘十分容易，但是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。
2、非对称加密 VS 对称加密 VS 不可逆加密
对称加密是因为加密和解密的钥匙相同，而非对称加密是加密和解密的钥匙不同。对称和非对称加密都是可逆的(因为有密钥对，一个负责加密，一个负责解密)。
2.1对称加密
对称加密称为密钥加密，速度快，但加密和解密的钥匙必须相同，只有通信双方才能知道密钥，常见的有DES，3DES，AES对称加密。
2.2非对称加密
非对称加密称为公钥加密，算法更加复杂，速度慢，加密和解密钥匙不相同，任何人都可以知道公钥，只有一个人持有私钥可以解密。常见的就是RSA了。
2.3不可逆加密
还有一种加密方法：不可逆加密。典型的代表就是MD5加密了。
对称加密算法、非对称加密算法和不可逆加密算法可以分别应用于数据加密、身份认证和数据安全传输。
3、使用场景
使用场景就太多了，网络交互时，我们希望数据能经过加密后再传输，比如账户登录、交易密码、敏感信心加密等。
4、加解密的两种实现方式
RSA非对称加密，在我们具体实现的环境中，有两种方法，通过文件形式和字符串形式。
通过文件加解密
我们可以通过将公钥和私钥以文件形式保存，对某些需要加密的字符串进行加解密。
通过字符串加解密
有时候，我们项目将公钥私钥保存在文件中不太方便，或者是跟不同公司项目合作，对方只给你一个公钥字符串，此时要知道如何去实现加解密。
5、RSA java实现
以下为公钥、私钥以字符串形式加密、解密。当然也可以公钥、私钥存入文件中，交给第三方。
import sun.misc.BASE64Decoder;
import sun.misc.BASE64Encoder;
/**
* @ClassName: Base64
* @Description:
* @author weiyb
* @date 2018年1月5日 下午5:12:22
*/
public class Base64 {
// 解码返回byte
public static byte[] decryptBASE64(String key) throws Exception {
return (new BASE64Decoder()).decodeBuffer(key);
}
// 编码返回字符串
public static String encryptBASE64(byte[] key) throws Exception {
return (new BASE64Encoder()).encodeBuffer(key);
}
}
import java.security.InvalidKeyException;
import java.security.Key;
import java.security.KeyFactory;
import java.security.KeyPair;
import java.security.KeyPairGenerator;
import java.security.NoSuchAlgorithmException;
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;
import javax.crypto.BadPaddingException;
import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.IllegalBlockSizeException;
import javax.crypto.NoSuchPaddingException;
/**
* @ClassName: RSAEncrypt
* @Description:
* @author weiyb
* @date 2018年1月5日 下午5:06:43
*/
public class RSAEncrypt {
public static final String KEY_ALGORITHM = "RSA";
private static final String PUBLIC_KEY = "RSAPublicKey";
private static final String PRIVATE_KEY = "RSAPrivateKey";
// 获得公钥
public static String getPublicKey(Map<String, Object> keyMap) throws Exception {
// 获得map中的公钥对象 转为key对象
Key key = (Key) keyMap.get(PUBLIC_KEY);
// byte[] publicKey = key.getEncoded();
// 编码返回字符串
return Base64.encryptBASE64(key.getEncoded());
}
// 获得私钥
public static String getPrivateKey(Map<String, Object> keyMap) throws Exception {
// 获得map中的私钥对象 转为key对象
Key key = (Key) keyMap.get(PRIVATE_KEY);
// byte[] privateKey = key.getEncoded();
// 编码返回字符串
return Base64.encryptBASE64(key.getEncoded());
}
// map对象中存放公私钥
public static Map<String, Object> initKey() throws Exception {
// 获得对象 KeyPairGenerator 参数 RSA 1024个字节
KeyPairGenerator keyPairGen = KeyPairGenerator.getInstance(KEY_ALGORITHM);
keyPairGen.initialize(1024);
// 通过对象 KeyPairGenerator 获取对象KeyPair
KeyPair keyPair = keyPairGen.generateKeyPair();
// 通过对象 KeyPair 获取RSA公私钥对象RSAPublicKey RSAPrivateKey
RSAPublicKey publicKey = (RSAPublicKey) keyPair.getPublic();
RSAPrivateKey privateKey = (RSAPrivateKey) keyPair.getPrivate();
// 公私钥对象存入map中
Map<String, Object> keyMap = new HashMap<String, Object>(2);
keyMap.put(PUBLIC_KEY, publicKey);
keyMap.put(PRIVATE_KEY, privateKey);
return keyMap;
}
/**
* 从字符串中加载公钥
* @param publicKeyStr 公钥数据字符串
* @throws Exception 加载公钥时产生的异常
*/
public static RSAPublicKey loadPublicKeyByStr(String publicKeyStr) throws Exception {
try {
byte[] buffer = Base64.decryptBASE64(publicKeyStr);
KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance("RSA");
X509EncodedKeySpec keySpec = new X509EncodedKeySpec(buffer);
return (RSAPublicKey) keyFactory.generatePublic(keySpec);
} catch (NoSuchAlgorithmException e) {
throw new Exception("无此算法");
} catch (InvalidKeySpecException e) {
throw new Exception("公钥非法");
} catch (NullPointerException e) {
throw new Exception("公钥数据为空");
}
}
/**
* 从字符串中加载私钥
* @param privateKeyStr
* @return
* @throws Exception
* @author weiyb
*/
public static RSAPrivateKey loadPrivateKeyByStr(String privateKeyStr) throws Exception {
try {
byte[] buffer = Base64.decryptBASE64(privateKeyStr);
PKCS8EncodedKeySpec keySpec = new PKCS8EncodedKeySpec(buffer);
KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance("RSA");
return (RSAPrivateKey) keyFactory.generatePrivate(keySpec);
} catch (NoSuchAlgorithmException e) {
throw new Exception("无此算法");
} catch (InvalidKeySpecException e) {
throw new Exception("私钥非法");
} catch (NullPointerException e) {
throw new Exception("私钥数据为空");
}
}
/**
* 公钥加密过程
* @param publicKey 公钥
* @param plainTextData 明文数据
* @return
* @throws Exception 加密过程中的异常信息
*/
public static byte[] encrypt(RSAPublicKey publicKey, byte[] plainTextData) throws Exception {
if (publicKey == null) {
throw new Exception("加密公钥为空, 请设置");
}
Cipher cipher = null;
try {
// 使用默认RSA
cipher = Cipher.getInstance(KEY_ALGORITHM);
cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, publicKey);
byte[] output = cipher.doFinal(plainTextData);
return output;
} catch (NoSuchAlgorithmException e) {
throw new Exception("无此加密算法");
} catch (NoSuchPaddingException e) {
e.printStackTrace();
return null;
} catch (InvalidKeyException e) {
throw new Exception("加密公钥非法,请检查");
} catch (IllegalBlockSizeException e) {
throw new Exception("明文长度非法");
} catch (BadPaddingException e) {
throw new Exception("明文数据已损坏");
}
}
/**
* 私钥解密过程
* @param privateKey 私钥
* @param cipherData 密文数据
* @return 明文
* @throws Exception 解密过程中的异常信息
*/
public static byte[] decrypt(RSAPrivateKey privateKey, byte[] cipherData) throws Exception {
if (privateKey == null) {
throw new Exception("解密私钥为空, 请设置");
}
Cipher cipher = null;
try {
// 使用默认RSA
cipher = Cipher.getInstance("RSA");
// cipher= Cipher.getInstance("RSA", new BouncyCastleProvider());
cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, privateKey);
byte[] output = cipher.doFinal(cipherData);
return output;
} catch (NoSuchAlgorithmException e) {
throw new Exception("无此解密算法");
} catch (NoSuchPaddingException e) {
e.printStackTrace();
return null;
} catch (InvalidKeyException e) {
throw new Exception("解密私钥非法,请检查");
} catch (IllegalBlockSizeException e) {
throw new Exception("密文长度非法");
} catch (BadPaddingException e) {
throw new Exception("密文数据已损坏");
}
}
/**
* 私钥加密过程
* @param privateKey 私钥
* @param plainTextData 明文数据
* @return
* @throws Exception 加密过程中的异常信息
*/
public static byte[] encrypt(RSAPrivateKey privateKey, byte[] plainTextData) throws Exception {
if (privateKey == null) {
throw new Exception("加密私钥为空, 请设置");
}
Cipher cipher = null;
try {
// 使用默认RSA
cipher = Cipher.getInstance("RSA");
cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, privateKey);
byte[] output = cipher.doFinal(plainTextData);
return output;
} catch (NoSuchAlgorithmException e) {
throw new Exception("无此加密算法");
} catch (NoSuchPaddingException e) {
e.printStackTrace();
return null;
} catch (InvalidKeyException e) {
throw new Exception("加密私钥非法,请检查");
} catch (IllegalBlockSizeException e) {
throw new Exception("明文长度非法");
} catch (BadPaddingException e) {
throw new Exception("明文数据已损坏");
}
}
/**
* 公钥解密过程
* @param publicKey 公钥
* @param cipherData 密文数据
* @return 明文
* @throws Exception 解密过程中的异常信息
*/
public static byte[] decrypt(RSAPublicKey publicKey, byte[] cipherData) throws Exception {
if (publicKey == null) {
throw new Exception("解密公钥为空, 请设置");
}
Cipher cipher = null;
try {
// 使用默认RSA
cipher = Cipher.getInstance("RSA");
// cipher= Cipher.getInstance("RSA", new BouncyCastleProvider());
cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, publicKey);
byte[] output = cipher.doFinal(cipherData);
return output;
} catch (NoSuchAlgorithmException e) {
throw new Exception("无此解密算法");
} catch (NoSuchPaddingException e) {
e.printStackTrace();
return null;
} catch (InvalidKeyException e) {
throw new Exception("解密公钥非法,请检查");
} catch (IllegalBlockSizeException e) {
throw new Exception("密文长度非法");
} catch (BadPaddingException e) {
throw new Exception("密文数据已损坏");
}
}
}
import java.security.interfaces.RSAPrivateKey;
import java.security.interfaces.RSAPublicKey;
import java.util.Map;
import org.junit.Test;
/**
* @ClassName: CreateSecrteKey
* @Description:
* @author weiyb
* @date 2018年1月5日 下午5:15:15
*/
public class RSATest {
@Test
public void rsaTest() throws Exception {
Map<String, Object> keyMap = RSAEncrypt.initKey();
// 公钥字符串
String publicKey = RSAEncrypt.getPublicKey(keyMap);
// 私钥字符串
String privateKey = RSAEncrypt.getPrivateKey(keyMap);
RSAPublicKey rSAPublicKey = RSAEncrypt.loadPublicKeyByStr(publicKey);
RSAPrivateKey rSAPrivateKey = RSAEncrypt.loadPrivateKeyByStr(privateKey);
System.out.println("--------------公钥加密私钥解密过程-------------------");
String plainText = "公钥加密私钥解密";
// 公钥加密过程
byte[] cipherData = RSAEncrypt.encrypt(rSAPublicKey, plainText.getBytes());
String cipher = Base64.encryptBASE64(cipherData);
// 私钥解密过程
byte[] res = RSAEncrypt.decrypt(rSAPrivateKey, Base64.decryptBASE64(cipher));
String restr = new String(res);
System.out.println("原文：" + plainText);
System.out.println("加密：" + cipher);
System.out.println("解密：" + restr);
System.out.println("--------------私钥加密公钥解密过程-------------------");
plainText = "私钥加密公钥解密";
// 私钥加密过程
cipherData = RSAEncrypt.encrypt(rSAPrivateKey, plainText.getBytes());
cipher = Base64.encryptBASE64(cipherData);
// 公钥解密过程
res = RSAEncrypt.decrypt(rSAPublicKey, Base64.decryptBASE64(cipher));
restr = new String(res);
System.out.println("原文：" + plainText);
System.out.println("加密：" + cipher);
System.out.println("解密：" + restr);
System.out.println();
}
}
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