Java中RSA非对称密钥加解密使用示例

一、简介: RSA加密算法是最常用的非对称加密算法,CFCA在证书服务中离不了它。RSA是第一个比较完善的公开密钥算法,它既能用于加密,也能用于数字签名。这个算法经受住了多年深入的密码分析,虽然密码分析者既不能证明也不能否定RSA的安全性,但这恰恰说明该算法有一定的可信性,目前它已经成为最流行的公开密钥算法。

二、RSA的公钥、私钥的组成,以及加密、解密的公式可见于下表

三、使用方式:

①  假设A、B机器进行通信,已A机器为主;

②  A首先需要用自己的私钥为发送请求数据签名,并将公钥一同发送给B;

③  B收到数据后,需要用A发送的公钥进行验证,已确保收到的数据是未经篡改的;

④  B验签通过后,处理逻辑,并把处理结果返回,返回数据需要用A发送的公钥进行加密(公钥加密后,只能用配对的私钥解密);

⑤  A收到B返回的数据,使用私钥解密,至此,一次数据交互完成。

四、代码示例:

    1. 第一步获取私钥,为签名做准备。
      Java中RSA非对称密钥加解密使用示例
      /**
      * 读取私钥 返回PrivateKey
      * @param path 包含私钥的证书路径
      * @param password 私钥证书密码
      * @return 返回私钥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);
      }
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    2. 签名示例  通过第一步得到的私钥,进行签名操作,具体请看以下代码:
      Java中RSA非对称密钥加解密使用示例
      /**
      * 私钥签名: 签名方法如下:BASE64(RSA(MD5(src),privatekey)),其中src为需要签名的字符串,
      privatekey是商户的CFCA证书私钥。
      * @param plainText 待签名字符串
      * @param path 签名私钥路径
      * @param password 签名私钥密码
      * @return 返回签名后的字符串
      * @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();
      /*
      * 用私钥进行签名 RSA
      * Cipher负责完成加密或解密工作,基于RSA
      */
      Cipher cipher = Cipher.getInstance("RSA/ECB/PKCS1Padding");
      //ENCRYPT_MODE表示为加密模式
      cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, getPrivateKey(path, password));
      //加密
      byte[] rsaBytes = cipher.doFinal(digestBytes);
      //Base64编码
      return Base64.byteArrayToBase64(rsaBytes);
      Java中RSA非对称密钥加解密使用示例
       
    3. B收到数据后,需要使用A提供的公钥信息进行验签,此处使用公钥的N、E进行验签 首先通过公钥N、E得到公钥PublicKey,如下:
      Java中RSA非对称密钥加解密使用示例
      /**
      * 根据公钥n、e生成公钥
      * @param modulus 公钥n串
      * @param publicExponent 公钥e串
      * @return 返回公钥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;
      }
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      得到公钥PublicKey后,再去验证签名,代码如下:

      Java中RSA非对称密钥加解密使用示例
      /**
      * 用公钥证书进行验签
      * @param message 签名之前的原文
      * @param cipherText 签名
      * @param pubKeyn 公钥n串
      * @param pubKeye 公钥e串
      * @return boolean 验签成功为true,失败为false
      * @throws Exception
      */
      public static boolean verify(String message, String cipherText,String pubKeyn,
      String pubKeye) throws Exception {
      Cipher c4 = Cipher.getInstance("RSA/ECB/PKCS1Padding");
      // 根据密钥,对Cipher对象进行初始化,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));
      // 得到前置对原文进行的MD5
      String md5Digest1 = Base64.byteArrayToBase64(desDecTextBytes);
      MessageDigest md5 = MessageDigest.getInstance("MD5");
      md5.update(message.getBytes("utf-8"));
      byte[] digestBytes = md5.digest();
      // 得到商户对原文进行的MD5
      String md5Digest2 = Base64.byteArrayToBase64(digestBytes);
      // 验证签名
      if (md5Digest1.equals(md5Digest2)) {
      return true;
      } else {
      return false;
      }
      }
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      至此,签名验签已经完毕

    4. 提供一个从.cer文件读取公钥的方法:
      Java中RSA非对称密钥加解密使用示例
      /**
      * 读取公钥cer
      * @param path .cer文件的路径 如:c:/abc.cer
      * @return base64后的公钥串
      * @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;
      }
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    5. 附上所有代码: http://pan.baidu.com/share/link?shareid=23044&uk=2986731784本文转自:http://www.huosen.net/archives/124.html
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