java加解密RSA使用方法代码示例

2023-09-21 17:37:05 44

最近为了分析一段请求流，不得不去研究一下RSA加密。

首先，强调一点：密钥的“钥”读“yue”，不是“yao”，额。。。

网上关于RSA的原理一抓一大把的，这里只是简单说说我的理解：

1.两个足够大的互质数p,q；
2.用于模运算的模n=p*q；
3.公钥KU（e,n）中的e满足1 4.密钥KR（d,n）中的d满足 d*e%(p-1)(q-1）=1，%是取余运算。

因为公钥是公开的，所以我知道了e和n，那么根据2,3,4式子的关系，我们只要从n的值推出p,q的值则可计算出d的值，也就能找到密钥。

然而，关键就在这里，n=p*q，如果两个互质数p和q足够大，那么根据目前的计算机技术和其他工具，至今也没能从n分解出p和q，这是数学上的一个难题，也正是这个难题成为了RSA加密至今被广泛使用的原因。换句话说，只要密钥长度n足够大（一般1024足矣），基本上不可能从公钥信息推出私钥信息。

好了，这里作为研究的随笔，记录一下java如何使用，以下主要有三种方法，基本大同小异，只是获取公钥私钥的途径不一样就是了：

方法一：

利用KeyPairGenerator直接生成公钥和密钥，一般私钥保留给服务端，公钥交给客户端。

publicclassRSACryptography{
	publicstaticStringdata="helloworld";
	publicstaticvoidmain(String[]args)throwsException{
		//TODOAuto-generatedmethodstub
		KeyPairkeyPair=genKeyPair(1024);
		//获取公钥，并以base64格式打印出来
		PublicKeypublicKey=keyPair.getPublic();		
		System.out.println("公钥："+newString(Base64.getEncoder().encode(publicKey.getEncoded())));
		//获取私钥，并以base64格式打印出来
		PrivateKeyprivateKey=keyPair.getPrivate();		
		System.out.println("私钥："+newString(Base64.getEncoder().encode(privateKey.getEncoded())));
		//公钥加密
		byte[]encryptedBytes=encrypt(data.getBytes(),publicKey);	
		System.out.println("加密后："+newString(encryptedBytes));
		//私钥解密
		byte[]decryptedBytes=decrypt(encryptedBytes,privateKey);		
		System.out.println("解密后："+newString(decryptedBytes));
	}
	//生成密钥对
	publicstaticKeyPairgenKeyPair(intkeyLength)throwsException{
		KeyPairGeneratorkeyPairGenerator=KeyPairGenerator.getInstance("RSA");
		keyPairGenerator.initialize(1024);		
		returnkeyPairGenerator.generateKeyPair();
	}
	//公钥加密
	publicstaticbyte[]encrypt(byte[]content,PublicKeypublicKey)throwsException{
		Ciphercipher=Cipher.getInstance("RSA");//java默认"RSA"="RSA/ECB/PKCS1Padding"
		cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE,publicKey);
		returncipher.doFinal(content);
	}
	//私钥解密
	publicstaticbyte[]decrypt(byte[]content,PrivateKeyprivateKey)throwsException{
		Ciphercipher=Cipher.getInstance("RSA");
		cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE,privateKey);
		returncipher.doFinal(content);
	}
}

运行结果：

公钥：MIGfMA0GCSqGSIb3DQEBAQUAA4GNADCBiQKBgQCSl6V7XNkVR9+NotekZm1FjHdL7oDqA66hrG5D/wgQ1XIF22mex7pnNc8PRBRScJQZJbzQ3ZnVmV5XqrVSCGbqaMPFmIXetu6lifQHoGptH9ghZsemanqp0sSd1TkHcPL2Njk/hZabWYBzPbjlidgfcMotehnFUdlIMGCusMV0awIDAQAB
私钥：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
加密后：v?,Y9?檂o庬鉤h﹎m_?$惇櫤?p崃?4蹥bhhN?25/?6T駩樁w草遏鬼按L&柀&*軄Q晛1鱋A祉@眽`剪啃`噾?>x/运婣?HI砛奊瑘i?$B捞
?毟"ST
解密后：helloworld

方法二：

实际上，方法一只是用来生成密钥就OK了，生成的密钥需要保存到本地文件中，所以一般不会在客户端调用KeyPairGenerator进行密钥的生成操作。

这里，我们可以将方法一得到的密钥保存到文件，下次我们直接读取就可以了。我假设以String的形式保存在文件内，那么接下来直接使用读取到的String生成密钥即可。

当然，你也可以使用openssl来生成也可以，不过我觉得麻烦就不弄了。

publicclassRSACryptography{
	publicstaticStringdata="helloworld";
	publicstaticStringpublicKeyString="MIGfMA0GCSqGSIb3DQEBAQUAA4GNADCBiQKBgQCISLP98M/56HexX/9FDM8iuIEQozy6kn2JMcbZS5/BhJ+U4PZIChJfggYlWnd8NWn4BYr2kxxyO8Qgvc8rpRZCkN0OSLqLgZGmNvoSlDw80UXq90ZsVHDTOHuSFHw8Bv//B4evUNJBB8g9tpVxr6P5EJ6FMoR/kY2dVFQCQM4+5QIDAQAB";
	publicstaticStringprivateKeyString="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";
	publicstaticvoidmain(String[]args)throwsException{
		//TODOAuto-generatedmethodstub
		//获取公钥
		PublicKeypublicKey=getPublicKey(publicKeyString);
		//获取私钥
		PrivateKeyprivateKey=getPrivateKey(privateKeyString);		
		//公钥加密
		byte[]encryptedBytes=encrypt(data.getBytes(),publicKey);	
		System.out.println("加密后："+newString(encryptedBytes));
		//私钥解密
		byte[]decryptedBytes=decrypt(encryptedBytes,privateKey);		
		System.out.println("解密后："+newString(decryptedBytes));
	}
	//将base64编码后的公钥字符串转成PublicKey实例
	publicstaticPublicKeygetPublicKey(StringpublicKey)throwsException{
		byte[]keyBytes=Base64.getDecoder().decode(publicKey.getBytes());
		X509EncodedKeySpeckeySpec=newX509EncodedKeySpec(keyBytes);
		KeyFactorykeyFactory=KeyFactory.getInstance("RSA");
		returnkeyFactory.generatePublic(keySpec);	
	}
	//将base64编码后的私钥字符串转成PrivateKey实例
	publicstaticPrivateKeygetPrivateKey(StringprivateKey)throwsException{
		byte[]keyBytes=Base64.getDecoder().decode(privateKey.getBytes());
		PKCS8EncodedKeySpeckeySpec=newPKCS8EncodedKeySpec(keyBytes);
		KeyFactorykeyFactory=KeyFactory.getInstance("RSA");
		returnkeyFactory.generatePrivate(keySpec);
	}
	//公钥加密
	publicstaticbyte[]encrypt(byte[]content,PublicKeypublicKey)throwsException{
		Ciphercipher=Cipher.getInstance("RSA");//java默认"RSA"="RSA/ECB/PKCS1Padding"
		cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE,publicKey);
		returncipher.doFinal(content);
	}
	//私钥解密
	publicstaticbyte[]decrypt(byte[]content,PrivateKeyprivateKey)throwsException{
		Ciphercipher=Cipher.getInstance("RSA");
		cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE,privateKey);
		returncipher.doFinal(content);
	}
}

运行结果

加密后：.a羫閍Q瘿鴘鉵やAS祏@q??>?:sQ3?A_l'遥`t?6蔍NK%IC尊[鹰#枋リ礼?1i獙	l躕锇仩?"糍>Ij弻脶諾晦5u瓺q積嬨璼ey缵Ud'輵\L〥%
解密后：helloworld

方法三：

除了保存密钥字符串之外，其他的做法一般是只保存模n（modulus），公钥和私钥的e和d（exponent）。

其中，n,e,d可以这样获取到，获取到后可以保存到本地文件中。

//获取公钥
RSAPublicKeypublicKey=(RSAPublicKey)getPublicKey(publicKeyString);
BigIntegermodulus1=publicKey.getModulus();
BigIntegerexponent1=publicKey.getPublicExponent();

//获取私钥
RSAPrivateKeyprivateKey=(RSAPrivateKey)getPrivateKey(privateKeyString);
BigIntegermodulus2=privateKey.getModulus();
BigIntegerexponent2=privateKey..getPrivateExponent();

这里，假设我已经从文件中读取到了modulus和exponent：

publicclassRSACryptography{
	publicstaticStringdata="helloworld";
	publicstaticStringmodulusString="95701876885335270857822974167577168764621211406341574477817778908798408856077334510496515211568839843884498881589280440763139683446418982307428928523091367233376499779842840789220784202847513854967218444344438545354682865713417516385450114501727182277555013890267914809715178404671863643421619292274848317157";
	publicstaticStringpublicExponentString="65537";
	publicstaticStringprivateExponentString="15118200884902819158506511612629910252530988627643229329521452996670429328272100404155979400725883072214721713247384231857130859555987849975263007110480563992945828011871526769689381461965107692102011772019212674436519765580328720044447875477151172925640047963361834004267745612848169871802590337012858580097";
	publicstaticvoidmain(String[]args)throwsException{
		//TODOAuto-generatedmethodstub		
		//由n和e获取公钥
		PublicKeypublicKey=getPublicKey(modulusString,publicExponentString);
		//由n和d获取私钥
		PrivateKeyprivateKey=getPrivateKey(modulusString,privateExponentString);
		//公钥加密
		byte[]encryptedBytes=encrypt(data.getBytes(),publicKey);	
		System.out.println("加密后："+newString(encryptedBytes));
		//私钥解密
		byte[]decryptedBytes=decrypt(encryptedBytes,privateKey);		
		System.out.println("解密后："+newString(decryptedBytes));
	}
	//将base64编码后的公钥字符串转成PublicKey实例
	publicstaticPublicKeygetPublicKey(StringmodulusStr,StringexponentStr)throwsException{
		BigIntegermodulus=newBigInteger(modulusStr);
		BigIntegerexponent=newBigInteger(exponentStr);
		RSAPublicKeySpecpublicKeySpec=newRSAPublicKeySpec(modulus,exponent);
		KeyFactorykeyFactory=KeyFactory.getInstance("RSA");
		returnkeyFactory.generatePublic(publicKeySpec);
	}
	//将base64编码后的私钥字符串转成PrivateKey实例
	publicstaticPrivateKeygetPrivateKey(StringmodulusStr,StringexponentStr)throwsException{
		BigIntegermodulus=newBigInteger(modulusStr);
		BigIntegerexponent=newBigInteger(exponentStr);
		RSAPrivateKeySpecprivateKeySpec=newRSAPrivateKeySpec(modulus,exponent);
		KeyFactorykeyFactory=KeyFactory.getInstance("RSA");
		returnkeyFactory.generatePrivate(privateKeySpec);
	}
	//公钥加密
	publicstaticbyte[]encrypt(byte[]content,PublicKeypublicKey)throwsException{
		Ciphercipher=Cipher.getInstance("RSA");//java默认"RSA"="RSA/ECB/PKCS1Padding"
		cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE,publicKey);
		returncipher.doFinal(content);
	}
	//私钥解密
	publicstaticbyte[]decrypt(byte[]content,PrivateKeyprivateKey)throwsException{
		Ciphercipher=Cipher.getInstance("RSA");
		cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE,privateKey);
		returncipher.doFinal(content);
	}
}

运行结果：

加密后：g[>X锽.+?"s謉q琾B?,\??戮陇⒑e*y浌X蜤??眲Z秔豨W鈓麞衹靫〩2畬S*?X?9赉埤腴暎?~_邊槻U☉疀毴簭X5z钛?
媷Bdh}>i１运癑障a杽
解密后：helloworld

这里三种方式总结起来也就是

1,.KeyPairGenerator获取key；
2.String获取key；
3.modulus和exponent获取key。

--------------------后来，我发现，数据太长抛异常了，好吧---------------------------

然而，当加密的数据太长的时候则需要分组加密，不然数据过长会抛异常，如“Encrytdataistoomuch”，或者“datalengthislongerthan127”等。

上面三个方法使用的key的n值（modulus）是1024bit的，也就是128byte，根据RSA加密规则，加密1byte字节的数据，需要12byte，即其他11byte可能用于记录其他信息什么的，这里我就不清楚了，而1024bit长度的key则最多可以加密128-11=117byte的数据，所以，对于超过117byte的数据，我们需要以117byte为一组进行数据分割。

publicclassRSACryptography{
	publicstaticStringdata="helloworld";
	publicstaticStringmodulusString="95701876885335270857822974167577168764621211406341574477817778908798408856077334510496515211568839843884498881589280440763139683446418982307428928523091367233376499779842840789220784202847513854967218444344438545354682865713417516385450114501727182277555013890267914809715178404671863643421619292274848317157";
	publicstaticStringpublicExponentString="65537";
	publicstaticStringprivateExponentString="15118200884902819158506511612629910252530988627643229329521452996670429328272100404155979400725883072214721713247384231857130859555987849975263007110480563992945828011871526769689381461965107692102011772019212674436519765580328720044447875477151172925640047963361834004267745612848169871802590337012858580097";
	publicstaticvoidmain(String[]args)throwsException{
		//TODOAuto-generatedmethodstub		
		//由n和e获取公钥
		PublicKeypublicKey=getPublicKey(modulusString,publicExponentString);
		//由n和d获取私钥
		PrivateKeyprivateKey=getPrivateKey(modulusString,privateExponentString);
		//公钥加密
		Stringencrypted=encrypt(data,publicKey);	
		System.out.println("加密后："+encrypted);	
		//私钥解密
		Stringdecrypted=decrypt(encrypted,privateKey);		
		System.out.println("解密后："+newString(decrypted));
	}
	//将base64编码后的公钥字符串转成PublicKey实例
	publicstaticPublicKeygetPublicKey(StringmodulusStr,StringexponentStr)throwsException{
		BigIntegermodulus=newBigInteger(modulusStr);
		BigIntegerexponent=newBigInteger(exponentStr);
		RSAPublicKeySpecpublicKeySpec=newRSAPublicKeySpec(modulus,exponent);
		KeyFactorykeyFactory=KeyFactory.getInstance("RSA");
		returnkeyFactory.generatePublic(publicKeySpec);
	}
	//将base64编码后的私钥字符串转成PrivateKey实例
	publicstaticPrivateKeygetPrivateKey(StringmodulusStr,StringexponentStr)throwsException{
		BigIntegermodulus=newBigInteger(modulusStr);
		BigIntegerexponent=newBigInteger(exponentStr);
		RSAPrivateKeySpecprivateKeySpec=newRSAPrivateKeySpec(modulus,exponent);
		KeyFactorykeyFactory=KeyFactory.getInstance("RSA");
		returnkeyFactory.generatePrivate(privateKeySpec);
	}
	//公钥加密，并转换成十六进制字符串打印出来
	publicstaticStringencrypt(Stringcontent,PublicKeypublicKey)throwsException{
		Ciphercipher=Cipher.getInstance("RSA");//java默认"RSA"="RSA/ECB/PKCS1Padding"
		cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE,publicKey);
		intsplitLength=((RSAPublicKey)publicKey).getModulus().bitLength()/8-11;
		byte[][]arrays=splitBytes(content.getBytes(),splitLength);
		StringBuffersb=newStringBuffer();
		for(byte[]array:arrays){			
			sb.append(bytesToHexString(cipher.doFinal(array)));
		}
		returnsb.toString();
	}
	//私钥解密，并转换成十六进制字符串打印出来
	publicstaticStringdecrypt(Stringcontent,PrivateKeyprivateKey)throwsException{
		Ciphercipher=Cipher.getInstance("RSA");
		cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE,privateKey);
		intsplitLength=((RSAPrivateKey)privateKey).getModulus().bitLength()/8;
		byte[]contentBytes=hexString2Bytes(content);
		byte[][]arrays=splitBytes(contentBytes,splitLength);
		StringBuffersb=newStringBuffer();
		for(byte[]array:arrays){	
			sb.append(newString(cipher.doFinal(array)));
		}
		returnsb.toString();
	}
	//拆分byte数组
	publicstaticbyte[][]splitBytes(byte[]bytes,intsplitLength){
		intx;//商，数据拆分的组数，余数不为0时+1
		inty;//余数
		y=bytes.length%splitLength;
		if(y!=0){
			x=bytes.length/splitLength+1;
		}else{
			x=bytes.length/splitLength;
		}
		byte[][]arrays=newbyte[x][];
		byte[]array;
		for(inti=0;i
运行结果
加密后：0681CEA1051892E038CEB83EDCD5D549B61F31787FEF92123E0961F2E8FAF2590BAD88A2341C9684E6B3791D03D95BDFFF852EFD79B6748364A8A2369828A6E5752FE3910EA162970BAED78ABDE37F2DB2523CB3B47A46A9B2BC2C2C828D6024913B9B52E43837BCD0A6DF74BE14EB593EB732351961EA33732CE5347281EEAE
解密后：helloworld

最后，有一点必须强调，因为中间磨了我不少时间。


中间加密后，如果要打印出来，必须以十六进制或者BCD码的形式打印，不能newString（byte[]）后，再从这个String里getbytes（），也不要用base64，不然会破坏原数据。


比如，举个例子：
byte[]bytes=newbyte[]{108,-56,111,34,-67};
byte[]newBytes=newString(bytes).getBytes();
StringBuffersb=newStringBuffer();
for(inti=0;i
将一个byte数组newString后再getbytes出来后，看看运行结果：
108|-56|111|34|63
最后一个byte由-67变为了63，这个务必注意啊~
总结
以上就是本文关于java加解密RSA使用方法代码示例的全部内容，希望对大家有所帮助。欢迎参阅：Java大数字运算之BigInteger、Java探索之Thread+IO文件的加密解密代码实例等，有什么问题可以留言指出，欢迎大家交流讨论。
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java加解密RSA使用方法代码示例

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