Java加密技术 非对称加密算法RSA.docx
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Java加密技术非对称加密算法RSA
Java加密技术
接下来我们介绍典型的非对称加密算法——RSA
RSA
这种算法1978年就出现了，它是第一个既能用于数据加密也能用于数字签名的算法。
它易于理解和操作，也很流行。
算法的名字以发明者的名字命名：
Ron
Rivest,AdiShamir和LeonardAdleman。
这种加密算法的特点主要是密钥的变化，上文我们看到DES只有一个密钥。
相当于只有一把钥匙，如果这把钥匙丢了，数据也就不安全了。
RSA同时有两把钥匙，公钥与私钥。
同时支持数字签名。
数字签名的意义在于，对传输过来的数据进行校验。
确保数据在传输工程中不被修改。
流程分析：
甲方构建密钥对儿，将公钥公布给乙方，将私钥保留。
甲方使用私钥加密数据，然后用私钥对加密后的数据签名，发送给乙方签名以及加密后的数据；乙方使用公钥、签名来验证待解密数据是否有效，如果有效使用公钥对数据解密。
乙方使用公钥加密数据，向甲方发送经过加密后的数据；甲方获得加密数据，通过私钥解密。
按如上步骤给出序列图，如下：
按如上步骤给出序列图，如下：
1.
2.
3.
Java代码
importjava.security.Key;
importjava.security.KeyFactory;
importjava.security.KeyPair;
importjava.security.KeyPairGenerator;
importjava.security.PrivateKey;
importjava.security.PublicKey;
importjava.security.Signature;
importjava.security.interfaces.RSAPrivateKey;
importjava.security.interfaces.RSAPublicKey;
importjava.security.spec.PKCS8EncodedKeySpec;
importjava.security.spec.X509EncodedKeySpec;
importjava.util.HashMap;
importjava.util.Map;
importjavax.crypto.Cipher;
/**
*RSA安全编码组件
*
*@author梁栋
*@version1.0
*@since1.0
*/
publicabstractclassRSACoderextendsCoder{
publicstaticfinalStringKEY_ALGORITHM="RSA";
publicstaticfinalStringSIGNATURE_ALGORITHM="MD5withRSA";
privatestaticfinalStringPUBLIC_KEY="RSAPublicKey";
privatestaticfinalStringPRIVATE_KEY="RSAPrivateKey";
/**
*用私钥对信息生成数字签名
*
*@paramdata
*加密数据
*@paramprivateKey
*私钥
*
*@return
*@throwsException
*/
publicstaticStringsign（byte[]data,StringprivateKey）throwsException
{
//解密由base64编码的私钥
byte[]keyBytes=decryptBASE64（privateKey）;
//构造PKCS8EncodedKeySpec对象
PKCS8EncodedKeySpecpkcs8KeySpec=newPKCS8EncodedKeySpec（keyBytes）;
//KEY_ALGORITHM指定的加密算法
KeyFactorykeyFactory=KeyFactory.getInstance（KEY_ALGORITHM）;
//取私钥匙对象
PrivateKeypriKey=keyFactory.generatePrivate（pkcs8KeySpec）;
//用私钥对信息生成数字签名
Signaturesignature=Signature.getInstance（SIGNATURE_ALGORITHM）;
signature.initSign（priKey）;
signature.update（data）;
returnencryptBASE64（signature.sign（））;
}
/**
*校验数字签名
*
*@paramdata
*加密数据
*@parampublicKey
*公钥
*@paramsign
*数字签名
*
*@return校验成功返回true失败返回false
*@throwsException
*
*/
publicstaticbooleanverify（byte[]data,StringpublicKey,Stringsign）
throwsException{
//解密由base64编码的公钥
byte[]keyBytes=decryptBASE64（publicKey）;
//构造X509EncodedKeySpec对象
X509EncodedKeySpeckeySpec=newX509EncodedKeySpec（keyBytes）;
//KEY_ALGORITHM指定的加密算法
KeyFactorykeyFactory=KeyFactory.getInstance（KEY_ALGORITHM）;
//取公钥匙对象
PublicKeypubKey=keyFactory.generatePublic（keySpec）;
Signaturesignature=Signature.getInstance（SIGNATURE_ALGORITHM）;
signature.initVerify（pubKey）;
signature.update（data）;
//验证签名是否正常
returnsignature.verify（decryptBASE64（sign））;
}
/**
*解密
*用私钥解密
*
*@paramdata
*@paramkey
*@return
*@throwsException
*/
publicstaticbyte[]decryptByPrivateKey（byte[]data,Stringkey）
throwsException{
//对密钥解密
byte[]keyBytes=decryptBASE64（key）;
//取得私钥
PKCS8EncodedKeySpecpkcs8KeySpec=newPKCS8EncodedKeySpec（keyBytes）;
KeyFactorykeyFactory=KeyFactory.getInstance（KEY_ALGORITHM）;
KeyprivateKey=keyFactory.generatePrivate（pkcs8KeySpec）;
//对数据解密
Ciphercipher=Cipher.getInstance（keyFactory.getAlgorithm（））;
cipher.init（Cipher.DECRYPT_MODE,privateKey）;
returncipher.doFinal（data）;
}
/**
*解密
*用私钥解密
*
*@paramdata
*@paramkey
*@return
*@throwsException
*/
publicstaticbyte[]decryptByPublicKey（byte[]data,Stringkey）
throwsException{
//对密钥解密
byte[]keyBytes=decryptBASE64（key）;
//取得公钥
X509EncodedKeySpecx509KeySpec=newX509EncodedKeySpec（keyBytes）;
KeyFactorykeyFactory=KeyFactory.getInstance（KEY_ALGORITHM）;
KeypublicKey=keyFactory.generatePublic（x509KeySpec）;
//对数据解密
Ciphercipher=Cipher.getInstance（keyFactory.getAlgorithm（））;
cipher.init（Cipher.DECRYPT_MODE,publicKey）;
returncipher.doFinal（data）;
}
/**
*加密
*用公钥加密
*
*@paramdata
*@paramkey
*@return
*@throwsException
*/
publicstaticbyte[]encryptByPublicKey（byte[]data,Stringkey）
throwsException{
//对公钥解密
byte[]keyBytes=decryptBASE64（key）;
//取得公钥
X509EncodedKeySpecx509KeySpec=newX509EncodedKeySpec（keyBytes）;
KeyFactorykeyFactory=KeyFactory.getInstance（KEY_ALGORITHM）;
KeypublicKey=keyFactory.generatePublic（x509KeySpec）;
//对数据加密
Ciphercipher=Cipher.getInstance（keyFactory.getAlgorithm（））;
cipher.init（Cipher.ENCRYPT_MODE,publicKey）;
returncipher.doFinal（data）;
}
/**
*加密
*用私钥加密
*
*@paramdata
*@paramkey
*@return
*@throwsException
*/
publicstaticbyte[]encryptByPrivateKey（byte[]data,Stringkey）
throwsException{
//对密钥解密
byte[]keyBytes=decryptBASE64（key）;
//取得私钥
PKCS8EncodedKeySpecpkcs8KeySpec=newPKCS8EncodedKeySpec（keyBytes）;
KeyFactorykeyFactory=KeyFactory.getInstance（KEY_ALGORITHM）;
KeyprivateKey=keyFactory.generatePrivate（pkcs8KeySpec）;
//对数据加密
Ciphercipher=Cipher.getInstance（keyFactory.getAlgorithm（））;
cipher.init（Cipher.ENCRYPT_MODE,privateKey）;
returncipher.doFinal（data）;
}
/**
*取得私钥
*
*@paramkeyMap
*@return
*@throwsException
*/
publicstaticStringgetPrivateKey（MapkeyMap）
throwsException{
Keykey=（Key）keyMap.get（PRIVATE_KEY）;
returnencryptBASE64（key.getEncoded（））;
}
/**
*取得公钥
*
*@paramkeyMap
*@return
*@throwsException
*/
publicstaticStringgetPublicKey（MapkeyMap）
throwsException{
Keykey=（Key）keyMap.get（PUBLIC_KEY）;
returnencryptBASE64（key.getEncoded（））;
}
/**
*初始化密钥
*
*@return
*@throwsException
*/
publicstaticMapinitKey（）throwsException{
KeyPairGeneratorkeyPairGen=KeyPairGenerator
.getInstance（KEY_ALGORITHM）;
keyPairGen.initialize（1024）;
KeyPairkeyPair=keyPairGen.generateKeyPair（）;
//公钥
RSAPublicKeypublicKey=（RSAPublicKey）keyPair.getPublic（）;
//私钥
RSAPrivateKeyprivateKey=（RSAPrivateKey）keyPair.getPrivate（）;
MapkeyMap=newHashMap
（2）;
keyMap.put（PUBLIC_KEY,publicKey）;
keyMap.put（PRIVATE_KEY,privateKey）;
returnkeyMap;
}
}
importjava.security.Key;
importjava.security.KeyFactory;
importjava.security.KeyPair;
importjava.security.KeyPairGenerator;
importjava.security.PrivateKey;
importjava.security.PublicKey;
importjava.security.Signature;
importjava.security.interfaces.RSAPrivateKey;
importjava.security.interfaces.RSAPublicKey;
importjava.security.spec.PKCS8EncodedKeySpec;
importjava.security.spec.X509EncodedKeySpec;
importjava.util.HashMap;
importjava.util.Map;
importjavax.crypto.Cipher;
/**
*RSA安全编码组件
*
*@author梁栋
*@version1.0
*@since1.0
*/
publicabstractclassRSACoderextendsCoder{
publicstaticfinalStringKEY_ALGORITHM="RSA";
publicstaticfinalStringSIGNATURE_ALGORITHM="MD5withRSA";
privatestaticfinalStringPUBLIC_KEY="RSAPublicKey";
privatestaticfinalStringPRIVATE_KEY="RSAPrivateKey";
/**
*用私钥对信息生成数字签名
*
*@paramdata
*加密数据
*@paramprivateKey
*私钥
*
*@return
*@throwsException
*/
publicstaticStringsign（byte[]data,StringprivateKey）throwsException{
//解密由base64编码的私钥
byte[]keyBytes=decryptBASE64（privateKey）;
//构造PKCS8EncodedKeySpec对象
PKCS8EncodedKeySpecpkcs8KeySpec=newPKCS8EncodedKeySpec（keyBytes）;
//KEY_ALGORITHM指定的加密算法
KeyFactorykeyFactory=KeyFactory.getInstance（KEY_ALGORITHM）;
//取私钥匙对象
PrivateKeypriKey=keyFactory.generatePrivate（pkcs8KeySpec）;
//用私钥对信息生成数字签名
Signaturesignature=Signature.getInstance（SIGNATURE_ALGORITHM）;
signature.initSign（priKey）;
signature.update（data）;
returnencryptBASE64（signature.sign（））;
}
/**
*校验数字签名
*
*@paramdata
*加密数据
*@parampublicKey
*公钥
*@paramsign
*数字签名
*
*@return校验成功返回true失败返回false
*@throwsException
*
*/
publicstaticbooleanverify（byte[]data,StringpublicKey,Stringsign）
throwsException{
//解密由base64编码的公钥
byte[]keyBytes=decryptBASE64（publicKey）;
//构造X509EncodedKeySpec对象
X509EncodedKeySpeckeySpec=newX509EncodedKeySpec（keyBytes）;
//KEY_ALGORITHM指定的加密算法
KeyFactorykeyFactory=KeyFactory.getInstance（KEY_ALGORITHM）;
//取公钥匙对象
PublicKeypubKey=keyFactory.generatePublic（keySpec）;
Signaturesignature=Signature.getInstance（SIGNATURE_ALGORITHM）;
signature.initVerify（pubKey）;
signature.update（data）;
//验证签名是否正常
returnsignature.verify（decryptBASE64（sign））;
}
/**
*解密
*用私钥解密
*
*@paramdata
*@paramkey
*@return
*@throwsException
*/
publicstaticbyte[]decryptByPrivateKey（byte[]data,Stringkey）
throwsException{
//对密钥解密
byte[]keyBytes=decryptBASE64（key）;
//取得私钥
PKCS8EncodedKeySpecpkcs8KeySpec=newPKCS8EncodedKeySpec（keyBytes）;
KeyFactorykeyFactory=KeyFactory.getInstance（KEY_ALGORITHM）;
KeyprivateKey=keyFactory.generatePrivate（pkcs8KeySpec）;
//对数据解密
Ciphercipher=Cipher.getInstance（keyFactory.getAlgorithm（））;
cipher.init（Cipher.DECRYPT_MODE,privateKey）;
returncipher.doFinal（data）;
}
/**
*解密
*用私钥解密
*
*@paramdata
*@paramkey
*@return
*@throwsException
*/
publicstaticbyte[]decryptByPublicKey（byte[]data,Stringkey）
throwsException{
//对密钥解密
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