淺談RSA加密算法

一、什么是非對稱加密

1、加密的密鑰與加密的密鑰不相同，這樣的加密算法稱之為非對稱加密

2、密鑰分為：公鑰，私鑰

　  公鑰：可以對外給任何人的加密和解密的密碼，是公開的

     私鑰：通過私鑰可以生成公鑰，但從公鑰被認為無法生成公鑰（被推導出的概率小到不考慮）

3、當將要加密的內容用公鑰加密的時候，只能用私鑰來解密

     當將要加密的內容用私鑰加密的時候，只能用公鑰來解密

4、公鑰與私鑰的關系，利用一個簡單的公式來生成公鑰和私鑰，即非對稱加密的公鑰和私鑰之間存在某一個公式關系

5、常見的非對稱加密算法

　　RSA，DSA

二、什么是RSA算法

RSA算法是一種非對稱密碼算法，所謂非對稱，就是指該算法需要一對密鑰，使用其中一個加密，則需要用另一個才能解密。

RSA的算法涉及三個參數，n、e1、e2。

其中，n是兩個大質數p、q的積，n的二進制表示時所占用的位數，就是所謂的密鑰長度。

e1和e2是一對相關的值，e1可以任意取，但要求e1與(p-1）*(q-1） 互質；再選擇e2，要求（e2*e1）mod((p-1）*(q-1））=1。

（n，e1）,(n，e2）就是密鑰對。其中(n，e1）為 公鑰，(n，e2）為私鑰。[1]  

RSA加解密的算法完全相同，設A為明文，B為密文，則：A=B^e2 mod n；B=A^e1 mod n；（公鑰加密體制中，一般用公鑰加密，私鑰解密）

e1和e2可以互換使用，即：

A=B^e1 mod n；B=A^e2 mod n;

 

三、RSA加密算法的使用

1、RSA密鑰的生成，返回一個KeyPair對象

KeyPair 用於非對稱加密，KeyPair中包含了一個公鑰和一個私鑰

　　  /**
     * 通過指定的密鑰長度生成非對稱的密鑰對
     * @param keySize  推薦使用1024,2048 ，不允許低於1024
     * @return
     */
    public static KeyPair generateRSAKeyPair(int keySize){
        KeyPair ret = null;
        try {
            //1、准備生成
            KeyPairGenerator generator = KeyPairGenerator.getInstance("RSA");
            //2、初始化，設置秘鑰長度
            generator.initialize(keySize);
            //3、生成，並且返回
            ret = generator.generateKeyPair();

        } catch (NoSuchAlgorithmException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return ret;
    }

 

2、獲取私鑰和公鑰

PublicKey 和 PrivateKey 都是Key類型的

　　　　 KeyPair keyPair = EncryptUtil.generateRSAKeyPair(1024);
        //獲取公鑰，可以給任何人
        PublicKey publicKey = keyPair.getPublic();
　　　　 //獲取私鑰
        PrivateKey privateKey = keyPair.getPrivate();

 

3、RSA加密

/**
     *  RSA 加密
     * @param data  需要加密的數據
     * @param key  可以是 PublicKey,也可以是PrivateKey
     * @return
     */
    public static byte[] rsaEncrypt(byte[] data ,Key key){
        byte[] ret = null;
        if (data != null
                && data.length>0
                && key!=null) {
            // 1、創建Cipher 使用RSA
            try {
                Cipher cipher = Cipher.getInstance("RSA");
                //設置Key
                cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE,key);
                ret = cipher.doFinal(data);
            } catch (NoSuchAlgorithmException e) {
                e.printStackTrace();
            } catch (NoSuchPaddingException e) {
                e.printStackTrace();
            } catch (InvalidKeyException e) {
                e.printStackTrace();
            } catch (BadPaddingException e) {
                e.printStackTrace();
            } catch (IllegalBlockSizeException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        return ret;
    }

 

4、RSA解密

/**
     *  RSA 解密
     * @param data 要解密的數據
     * @param key  可以是 PublicKey,也可以是PrivateKey
     * @return
     */
    public static byte[] rsaDecrypt(byte[] data ,Key key){
        byte[] ret = null;

        if (data != null
                && data.length>0
                && key!=null) {
            // 1、創建Cipher 使用RSA
            try {
                Cipher cipher = Cipher.getInstance("RSA");
                //設置Key
                cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE,key);
                ret = cipher.doFinal(data);
            } catch (NoSuchAlgorithmException e) {
                e.printStackTrace();
            } catch (NoSuchPaddingException e) {
                e.printStackTrace();
            } catch (InvalidKeyException e) {
                e.printStackTrace();
            } catch (BadPaddingException e) {
                e.printStackTrace();
            } catch (IllegalBlockSizeException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        return ret;
    }

 

5、公鑰與私鑰的存儲

一對公鑰和私鑰創建好之后，我們需要存儲起來以后使用

　　　　//獲得公鑰 私鑰
        PrivateKey privateKey = keyPair.getPrivate();
        PublicKey publicKey = keyPair.getPublic();
        //編碼將PublicKey和PrivateKey對象轉換為字節數組，該字節數組為公鑰、私鑰的實際數據
        byte[] publicKeyEncoded = publicKey.getEncoded();
        byte[] privateKeyEncoded = privateKey.getEncoded();
　　　　 //將字節數組通過Base64編碼算法 編碼成可見的字符形式
        String publickey = Base64.encodeToString(publicKeyEncoded, Base64.NO_WRAP);
        String privatekey = Base64.encodeToString(privateKeyEncoded, Base64.NO_WRAP);
　　　　 //進行存儲操作
　　　　 。。。。

 

6、公鑰與私鑰的加載

通常 1、獲取密鑰對 2、獲取公鑰、私鑰 3、保存公鑰、私鑰，保存形式基本為字符串形式

那么在以后的使用中就需要獲取公鑰和私鑰來使用

需要知道：

　　6.1、KeyFactory可以來加載相應的公鑰和私鑰

　　6.2、公鑰加載 使用 X509EncodedKeySpec(byte[])

　　6.3、私鑰加載 使用 PCKS8EncodedKeySpec(byte[])

//獲取公鑰
//str_publickey 為公鑰字符串形式數據（公鑰先編碼成byte[] 在 形成字符串）
//解碼
            byte[] publicdecode = Base64.decode(new String(str_publickey), Base64.NO_WRAP);
            //構造X509EncodedKeySpec對象
            X509EncodedKeySpec publicKeySpec = new X509EncodedKeySpec(publicdecode);
            //指定加密算法
            KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance("RSA");
            //取得公鑰
            PublicKey publicKey = keyFactory.generatePublic(publicKeySpec);

//解碼
//獲取私鑰
//str_private 為私鑰字符串形式的數據
            byte[] privatedecode = Base64.decode(new String(str_private), Base64.NO_WRAP);
            //構造X509EncodedKeySpec對象
            PKCS8EncodedKeySpec privateKeySpec = new PKCS8EncodedKeySpec(privatedecode);
            //指定加密算法
            keyFactory = KeyFactory.getInstance("RSA");
            //取得私鑰
            PrivateKey privateKey = keyFactory.generatePrivate(privateKeySpec);

 

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