Java中RSA非对称密钥加解密使用示例

来源：互联网发布：角谷猜想知乎编辑：程序博客网时间：2024/05/19 13:27

一、简介：
RSA加密算法是最常用的非对称加密算法，CFCA在证书服务中离不了它。RSA是第一个比较完善的公开密钥算法，它既能用于加密，也能用于数字签名。这个算法经受住了多年深入的密码分析，虽然密码分析者既不能证明也不能否定RSA的安全性，但这恰恰说明该算法有一定的可信性，目前它已经成为最流行的公开密钥算法。

二、RSA的公钥、私钥的组成，以及加密、解密的公式可见于下表

三、使用方式：

① 假设A、B机器进行通信，已A机器为主；

② A首先需要用自己的私钥为发送请求数据签名，并将公钥一同发送给B；

③ B收到数据后，需要用A发送的公钥进行验证，已确保收到的数据是未经篡改的；

④ B验签通过后，处理逻辑，并把处理结果返回，返回数据需要用A发送的公钥进行加密（公钥加密后，只能用配对的私钥解密）；

⑤ A收到B返回的数据，使用私钥解密，至此，一次数据交互完成。

四、代码示例：

第一步获取私钥，为签名做准备。
[java] view plaincopy
1. /**
2. * 读取私钥返回PrivateKey
3. * @param path 包含私钥的证书路径
4. * @param password 私钥证书密码
5. * @return 返回私钥PrivateKey
6. * @throws KeyStoreException
7. * @throws NoSuchAlgorithmException
8. * @throws CertificateException
9. * @throws IOException
10. * @throws UnrecoverableKeyException
11. */
12. private static PrivateKey getPrivateKey(String path,String password)
13. throws KeyStoreException, NoSuchAlgorithmException, CertificateException,
14. IOException, UnrecoverableKeyException {
15. KeyStore ks = KeyStore.getInstance("PKCS12");
16. FileInputStream fis = new FileInputStream(path);
17. char[] nPassword = null;
18. if ((password == null) || password.trim().equals("")) {
19. nPassword = null;
20. } else {
21. nPassword = password.toCharArray();
22. }
23. ks.load(fis, nPassword);
24. fis.close();
25. Enumeration<String> en = ks.aliases();
26. String keyAlias = null;
27. if (en.hasMoreElements()) {
28. keyAlias = (String) en.nextElement();
29. }
31. return (PrivateKey) ks.getKey(keyAlias, nPassword);
32. }
签名示例通过第一步得到的私钥，进行签名操作，具体请看以下代码：
[java] view plaincopy
1. /**
2. * 私钥签名：签名方法如下：BASE64(RSA(MD5(src),privatekey))，其中src为需要签名的字符串，
3. privatekey是商户的CFCA证书私钥。
4. * @param plainText 待签名字符串
5. * @param path 签名私钥路径
6. * @param password 签名私钥密码
7. * @return 返回签名后的字符串
8. * @throws Exception
9. */
10. public static String sign(String plainText,String path,String password)
11. throws Exception {
12. /*
13. * MD5加密
14. */
15. MessageDigest md5 = MessageDigest.getInstance("MD5");
16. md5.update(plainText.getBytes("utf-8"));
17. byte[] digestBytes = md5.digest();
18. /*
19. * 用私钥进行签名 RSA
20. * Cipher负责完成加密或解密工作，基于RSA
21. */
22. Cipher cipher = Cipher.getInstance("RSA/ECB/PKCS1Padding");
23. //ENCRYPT_MODE表示为加密模式
24. cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, getPrivateKey(path, password));
25. //加密
26. byte[] rsaBytes = cipher.doFinal(digestBytes);
27. //Base64编码
28. return Base64.byteArrayToBase64(rsaBytes);
B收到数据后，需要使用A提供的公钥信息进行验签，此处使用公钥的N、E进行验签
首先通过公钥N、E得到公钥PublicKey，如下：
[java] view plaincopy
1. /**
2. * 根据公钥n、e生成公钥
3. * @param modulus 公钥n串
4. * @param publicExponent 公钥e串
5. * @return 返回公钥PublicKey
6. * @throws Exception
7. */
8. public static PublicKey getPublickKey(String modulus, String publicExponent)
9. throws Exception {
10. KeySpec publicKeySpec = new RSAPublicKeySpec(
11. new BigInteger(modulus, 16), new BigInteger(publicExponent, 16));
12. KeyFactory factory = KeyFactory.getInstance("RSA");
13. PublicKey publicKey = factory.generatePublic(publicKeySpec);
14. return publicKey;
15. }
得到公钥PublicKey后，再去验证签名，代码如下：
[java] view plaincopy
1. /**
2. * 用公钥证书进行验签
3. * @param message 签名之前的原文
4. * @param cipherText 签名
5. * @param pubKeyn 公钥n串
6. * @param pubKeye 公钥e串
7. * @return boolean 验签成功为true,失败为false
8. * @throws Exception
9. */
10. public static boolean verify(String message, String cipherText,String pubKeyn,
11. String pubKeye) throws Exception {
12. Cipher c4 = Cipher.getInstance("RSA/ECB/PKCS1Padding");
13. // 根据密钥，对Cipher对象进行初始化,DECRYPT_MODE表示解密模式
14. c4.init(Cipher.DECRYPT_MODE, getPublickKey(pubKeyn,pubKeye));
15. // 解密
16. byte[] desDecTextBytes = c4.doFinal(Base64.base64ToByteArray(cipherText));
17. // 得到前置对原文进行的MD5
18. String md5Digest1 = Base64.byteArrayToBase64(desDecTextBytes);
19. MessageDigest md5 = MessageDigest.getInstance("MD5");
20. md5.update(message.getBytes("utf-8"));
21. byte[] digestBytes = md5.digest();
22. // 得到商户对原文进行的MD5
23. String md5Digest2 = Base64.byteArrayToBase64(digestBytes);
24. // 验证签名
25. if (md5Digest1.equals(md5Digest2)) {
26. return true;
27. } else {
28. return false;
29. }
30. }
至此，签名验签已经完毕
提供一个从.cer文件读取公钥的方法：
[java] view plaincopy
1. /**
2. * 读取公钥cer
3. * @param path .cer文件的路径如：c:/abc.cer
4. * @return base64后的公钥串
5. * @throws IOException
6. * @throws CertificateException
7. */
8. public static String getPublicKey(String path) throws IOException,
9. CertificateException{
10. InputStream inStream = new FileInputStream(path);
11. ByteArrayOutputStream out = new ByteArrayOutputStream();
12. int ch;
13. String res = "";
14. while ((ch = inStream.read()) != -1) {
15. out.write(ch);
16. }
17. byte[] result = out.toByteArray();
18. res = Base64.byteArrayToBase64(result);
19. return res;
20. }
附上所有代码：点击下载

本文转自：霍森博客：http://www.huosen.net/archives/124.html

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