Java中RSA非對稱密鑰加解密使用示例

一、簡介：
RSA加密算法是最常用的非對稱加密算法，CFCA在證書服務中離不了它。RSA是第一個比較完善的公開密鑰算法，它既能用於加密，也能用於數字簽名。這個算法經受住了多年深入的密碼分析，雖然密碼分析者既不能證明也不能否定RSA的安全性，但這恰恰說明該算法有一定的可信性，目前它已經成為最流行的公開密鑰算法。

二、RSA的公鑰、私鑰的組成，以及加密、解密的公式可見於下表

三、使用方式：

①  假設A、B機器進行通信，已A機器為主；

②  A首先需要用自己的私鑰為發送請求數據簽名，並將公鑰一同發送給B；

③  B收到數據后，需要用A發送的公鑰進行驗證，已確保收到的數據是未經篡改的；

④  B驗簽通過后，處理邏輯，並把處理結果返回，返回數據需要用A發送的公鑰進行加密（公鑰加密后，只能用配對的私鑰解密）；

⑤  A收到B返回的數據，使用私鑰解密，至此，一次數據交互完成。

四、代碼示例：

1. 第一步獲取私鑰，為簽名做准備。
   

   /** 
        * 讀取私鑰  返回PrivateKey 
        * @param path  包含私鑰的證書路徑 
        * @param password  私鑰證書密碼 
        * @return 返回私鑰PrivateKey 
        * @throws KeyStoreException 
        * @throws NoSuchAlgorithmException 
        * @throws CertificateException 
        * @throws IOException 
        * @throws UnrecoverableKeyException 
        */  
       private static PrivateKey getPrivateKey(String path,String password)  
               throws KeyStoreException, NoSuchAlgorithmException, CertificateException,  
               IOException, UnrecoverableKeyException {  
           KeyStore ks = KeyStore.getInstance("PKCS12");  
           FileInputStream fis = new FileInputStream(path);  
           char[] nPassword = null;  
           if ((password == null) || password.trim().equals("")) {  
               nPassword = null;  
           } else {  
               nPassword = password.toCharArray();  
           }  
           ks.load(fis, nPassword);  
           fis.close();  
           Enumeration<String> en = ks.aliases();  
           String keyAlias = null;  
           if (en.hasMoreElements()) {  
               keyAlias = (String) en.nextElement();  
           }  
      
           return (PrivateKey) ks.getKey(keyAlias, nPassword);  
       }  

    

    
2. 簽名示例  通過第一步得到的私鑰，進行簽名操作，具體請看以下代碼：
   

   /** 
        * 私鑰簽名： 簽名方法如下：BASE64(RSA(MD5(src),privatekey))，其中src為需要簽名的字符串， 
   privatekey是商戶的CFCA證書私鑰。 
        * @param plainText 待簽名字符串 
        * @param path 簽名私鑰路徑 
        * @param password  簽名私鑰密碼 
        * @return 返回簽名后的字符串 
        * @throws Exception 
        */  
       public static String sign(String plainText,String path,String password)  
               throws Exception  {  
           /* 
            * MD5加密 
            */  
           MessageDigest md5 = MessageDigest.getInstance("MD5");  
           md5.update(plainText.getBytes("utf-8"));  
           byte[] digestBytes = md5.digest();  
           /* 
            * 用私鑰進行簽名 RSA 
            * Cipher負責完成加密或解密工作，基於RSA 
            */  
           Cipher cipher = Cipher.getInstance("RSA/ECB/PKCS1Padding");  
           //ENCRYPT_MODE表示為加密模式  
           cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, getPrivateKey(path, password));  
           //加密  
           byte[] rsaBytes = cipher.doFinal(digestBytes);  
           //Base64編碼  
           return Base64.byteArrayToBase64(rsaBytes); 

    

    
3. B收到數據后，需要使用A提供的公鑰信息進行驗簽，此處使用公鑰的N、E進行驗簽
   首先通過公鑰N、E得到公鑰PublicKey，如下：

    

   /**  
        * 根據公鑰n、e生成公鑰 
        * @param modulus   公鑰n串 
        * @param publicExponent  公鑰e串 
        * @return 返回公鑰PublicKey 
        * @throws Exception 
        */  
       public static PublicKey getPublickKey(String modulus, String publicExponent)  
               throws Exception {  
           KeySpec publicKeySpec = new RSAPublicKeySpec(  
                   new BigInteger(modulus, 16), new BigInteger(publicExponent, 16));  
           KeyFactory factory = KeyFactory.getInstance("RSA");  
           PublicKey publicKey = factory.generatePublic(publicKeySpec);  
           return publicKey;  
       }  

    

    

   得到公鑰PublicKey后，再去驗證簽名，代碼如下：

   /** 
        * 用公鑰證書進行驗簽 
        * @param message  簽名之前的原文 
        * @param cipherText  簽名 
        * @param pubKeyn 公鑰n串 
        * @param pubKeye 公鑰e串 
        * @return boolean 驗簽成功為true,失敗為false 
        * @throws Exception 
        */  
       public static boolean verify(String message, String cipherText,String pubKeyn,  
               String pubKeye) throws Exception {  
           Cipher c4 = Cipher.getInstance("RSA/ECB/PKCS1Padding");  
           // 根據密鑰，對Cipher對象進行初始化,DECRYPT_MODE表示解密模式  
           c4.init(Cipher.DECRYPT_MODE, getPublickKey(pubKeyn,pubKeye));  
           // 解密  
           byte[] desDecTextBytes = c4.doFinal(Base64.base64ToByteArray(cipherText));  
           // 得到前置對原文進行的MD5  
           String md5Digest1 = Base64.byteArrayToBase64(desDecTextBytes);  
           MessageDigest md5 = MessageDigest.getInstance("MD5");  
           md5.update(message.getBytes("utf-8"));  
           byte[] digestBytes = md5.digest();  
           // 得到商戶對原文進行的MD5  
           String md5Digest2 = Base64.byteArrayToBase64(digestBytes);  
           // 驗證簽名  
           if (md5Digest1.equals(md5Digest2)) {  
               return true;  
           } else {  
               return false;  
           }  
       }  

   至此，簽名驗簽已經完畢

4. 提供一個從.cer文件讀取公鑰的方法：
   

   /** 
        * 讀取公鑰cer 
        * @param path .cer文件的路徑  如：c:/abc.cer 
        * @return  base64后的公鑰串 
        * @throws IOException 
        * @throws CertificateException 
        */  
       public static String getPublicKey(String path) throws IOException,  
       CertificateException{  
           InputStream inStream = new FileInputStream(path);  
           ByteArrayOutputStream out = new ByteArrayOutputStream();  
           int ch;  
           String res = "";  
           while ((ch = inStream.read()) != -1) {  
               out.write(ch);  
           }  
           byte[] result = out.toByteArray();  
           res = Base64.byteArrayToBase64(result);  
           return res;  
       }  

    

    
5. 附上所有代碼： http://pan.baidu.com/share/link?shareid=23044&uk=2986731784
   
   本文轉自：http://www.huosen.net/archives/124.html