java 加密之RSA算法加解密与解密的实例详解

前言：

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。RSA以它的三个发明者Ron Rivest, Adi Shamir, Leonard Adleman的名字首字母命名，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。

RSA的安全基于大数分解的难度。其公钥和私钥是一对大素数（100到200位十进制数或更大）的函数。从一个公钥和密文恢复出明文的难度，等价于分解两个大素数之积（这是公认的数学难题）。

RSA加密与解密

RSA算法的密钥由公钥和私钥组成，公钥用于加密，私钥用于解密。顾名思义，公钥就是可以进行公开的密钥，一般可以公开给你的合作伙伴；私钥就是私有的，也就是只有你知道的，你的合作伙伴通过你提供的公钥进行加密的内容只有你能进行解密，这样也就只有你知道他发的是什么内容。用于加密的公钥和私钥是配对的。这样的一对密钥在Java中由

java.security.KeyPairGenerator来产生。以下是一个生成密钥对的示例，该示例中还将生成的密钥对分别保存到了文件中。

private static final String ALGORITHM = "RSA"; private static final String PRIVATE_KEY_PATH = "D:\\rsa_private.isa"; private static final String PUBLIC_KEY_PATH = "D:\\rsa_public.isa"; /** * 生成公钥和私钥并存储到文件中 * @throws Exception */ @Test public void geneKeyPair() throws Exception { KeyPairGenerator keyPairGenerator = KeyPairGenerator.getInstance(ALGORITHM); keyPairGenerator.initialize(1024); KeyPair keyPair = keyPairGenerator.generateKeyPair(); PrivateKey privateKey = keyPair.getPrivate();//私钥 PublicKey publicKey = keyPair.getPublic();//公钥 byte[] privateKeyBytes = privateKey.getEncoded();//私钥对应的字节数组 byte[] publicKeyBytes = publicKey.getEncoded();//公钥对应的字节数组 Files.write(Paths.get(PRIVATE_KEY_PATH), privateKeyBytes); Files.write(Paths.get(PUBLIC_KEY_PATH), publicKeyBytes); }

加密

加密的过程跟使用AES算法进行加密的过程类似，唯一需要注意的是使用存储起来的公钥时需要使用X509EncodedKeySpec进行封装，然后通过KeyFactory.generatePublic(KeySpec)进行生成。

@Test public void testEncrypt() throws Exception { this.encrypt("Hello RSA"); } /** * 公钥加密 * @param value * @return * @throws Exception */ private byte[] encrypt(String value) throws Exception { Cipher cipher = Cipher.getInstance(ALGORITHM); //读取公钥对应的字节数组 byte[] publicKeyCode = Files.readAllBytes(Paths.get(PUBLIC_KEY_PATH)); //构造公钥，存储起来的公钥需要使用X509EncodedKeySpec进行读取 X509EncodedKeySpec keySpec = new X509EncodedKeySpec(publicKeyCode); KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance(ALGORITHM); //根据已有的KeySpec生成对应的公钥 PublicKey publicKey = keyFactory.generatePublic(keySpec); cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, publicKey); byte[] result = cipher.doFinal(value.getBytes()); System.out.println(Base64.getEncoder().encodeToString(result)); return result; }

解密

解密是使用的密钥对中的私钥，其使用方法跟AES算法进行解密类似。 存储起来的私钥需要通过PKCS8EncodedKeySpec加载，然后通过KeyFactory.generatePrivate(KeySpec)生成私钥。

/** * 私钥解密 * @throws Exception */ @Test public void testDecrypt() throws Exception { Cipher cipher = Cipher.getInstance(ALGORITHM); byte[] privateKeyCode = Files.readAllBytes(Paths.get(PRIVATE_KEY_PATH)); //私钥需要通过PKCS8EncodedKeySpec来读取 PKCS8EncodedKeySpec keySpec = new PKCS8EncodedKeySpec(privateKeyCode); KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance(ALGORITHM); //生成私钥 PrivateKey privateKey = keyFactory.generatePrivate(keySpec); cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, privateKey); String content = "Java Program"; byte[] input = this.encrypt("Java Program"); byte[] result = cipher.doFinal(input); Assert.assertTrue(content.equals(new String(result))); }

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