公鑰私鑰RSA加密

一、摘要

公鑰（Public Key）與私鑰（Private Key）是通過一種算法得到的一個密鑰對（即一個公鑰和一個私鑰），公鑰是密鑰對中公開的部分，私鑰則是非公開的部分。公鑰通常用於加密會話密鑰、驗證數字簽名，或加密可以用相應的私鑰解密的數據。通過這種算法得到的密鑰對能保證在世界范圍內是獨一的。使用這個密鑰對的時候，如果用其中一個密鑰加密一段數據，必須用另一個密鑰解密。比如用公鑰加密數據就必須用私鑰解密，如果用私鑰加密也必須用公鑰解密，否則解密將不會成功。

二、背景

網絡間雙方通信需要有一種加密方式，RSA公鑰加密是目前被推薦的加密標准。

三、推廣建議

RSA是目前最有影響力的公鑰加密算法，它能夠抵抗到目前為止已知的所有密碼攻擊。

RSA算法基於一個十分簡單的數論事實：將兩個大素數相乘十分容易，但那時想要對其乘積進行因式分解卻極其困難，因此可以將乘積公開作為加密密鑰。

 

四、正文

舉例：

比如有兩個用戶Alice和Bob，Alice想把一段明文通過雙鑰加密的技術發送給Bob，Bob有一對公鑰和私鑰，那么加密解密的過程如下：

Bob將他的公開密鑰傳送給Alice。

Alice用Bob的公開密鑰加密她的消息，然后傳送給Bob。

Bob用他的私人密鑰解密Alice的消息。

　　上面的過程可以用下圖表示，Alice使用Bob的公鑰進行加密，Bob用自己的私鑰進行解密。

 

例子和圖出自《網絡安全基礎 應用與標准第二版》

總結：公鑰和私鑰是成對的，它們互相解密。

公鑰加密，私鑰解密。

私鑰數字簽名，公鑰驗證。

 

/**
 * 使用RSA私鑰加密數據
 *
 * @param  pubKeyInByte
 *            打包的byte[]形式私鑰
 * @param data
 *            要加密的數據
 * @return 加密數據
 */
public static byte[] encryptByRSA1(byte[] privKeyInByte, byte[] data) {
    try {
        PKCS8EncodedKeySpec priv_spec = new PKCS8EncodedKeySpec(
                privKeyInByte);
        KeyFactory mykeyFactory = KeyFactory.getInstance("RSA");
        PrivateKey privKey = mykeyFactory.generatePrivate(priv_spec);
        Cipher cipher = Cipher.getInstance(mykeyFactory.getAlgorithm());
        cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, privKey);
        return cipher.doFinal(data);
    } catch (Exception e) {
        return null;
    }

}

/**
 * 用RSA公鑰解密
 *
 * @param privKeyInByte
 *            公鑰打包成byte[]形式
 * @param data
 *            要解密的數據
 * @return 解密數據
 */
public static byte[] decryptByRSA1(byte[] pubKeyInByte, byte[] data) {
    try {
        KeyFactory mykeyFactory = KeyFactory.getInstance("RSA");
        X509EncodedKeySpec pub_spec = new X509EncodedKeySpec(pubKeyInByte);
        PublicKey pubKey = mykeyFactory.generatePublic(pub_spec);
        Cipher cipher = Cipher.getInstance(mykeyFactory.getAlgorithm());
        cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, pubKey);
        return cipher.doFinal(data);
    } catch (Exception e) {
        return null;
    }
}

 

/**
 * 公鑰加密
 * @param data 待加密數據
 * @param key 密鑰
 * @return byte[] 加密數據
 * */
public static byte[] encryptByPublicKey(byte[] data,byte[] key) throws Exception{

    //實例化密鑰工廠
    KeyFactory keyFactory=KeyFactory.getInstance("RSA");
    //初始化公鑰
    //密鑰材料轉換
    X509EncodedKeySpec x509KeySpec=new X509EncodedKeySpec(key);
    //產生公鑰
    PublicKey pubKey=keyFactory.generatePublic(x509KeySpec);

    //數據加密
    Cipher cipher=Cipher.getInstance(keyFactory.getAlgorithm());
    cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, pubKey);
    return cipher.doFinal(data);
}
/**
 * 私鑰解密
 * @param data 待解密數據
 * @param key 密鑰
 * @return byte[] 解密數據
 * */
public static byte[] decryptByPrivateKey(byte[] data,byte[] key) throws Exception{
    //取得私鑰
    PKCS8EncodedKeySpec pkcs8KeySpec=new PKCS8EncodedKeySpec(key);
    KeyFactory keyFactory=KeyFactory.getInstance("RSA");
    //生成私鑰
    PrivateKey privateKey=keyFactory.generatePrivate(pkcs8KeySpec);
    //數據解密
    Cipher cipher=Cipher.getInstance(keyFactory.getAlgorithm());
    cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, privateKey);
    return cipher.doFinal(data);
}

 

//Java生成公鑰私鑰

//實例化密鑰生成器
KeyPairGenerator keyPairGenerator=KeyPairGenerator.getInstance("RSA");
//初始化密鑰生成器

/**
 * 密鑰長度，DH算法的默認密鑰長度是1024
 * 密鑰長度必須是64的倍數，在512到65536位之間
 * */


keyPairGenerator.initialize(1024);
//生成密鑰對
KeyPair keyPair=keyPairGenerator.generateKeyPair();
//甲方公鑰
RSAPublicKey publicKey=(RSAPublicKey) keyPair.getPublic();
System.out.println("系數："+publicKey.getModulus()+"  加密指數："+publicKey.getPublicExponent());
//甲方私鑰
RSAPrivateKey privateKey=(RSAPrivateKey) keyPair.getPrivate();
System.out.println("系數："+privateKey.getModulus()+"解密指數："+privateKey.getPrivateExponent());

System.out.println("公鑰："+ Base64.encodeBase64String(publicKey));
System.out.println("私鑰："+Base64.encodeBase64String(privateKey));