学一学RSA加密吧，下次对接的时候就不会被对方Diss了

2021-12-07 16:38:07 浏览数 (1)

简介：

RSA加密算法：是一种非对称加密算法，它需要两个密钥，一个是公开密钥，另一个是私有密钥；公钥用作加密，私钥则用作解密。只能用相对应的私钥才能解密并得到原本的明文，最初用来加密的公钥不能用作解密，加密和解密需要两个不同的密钥，因此被称为非对称加密，加密的双方在开发前根据明文的长度/数据加密等级需要协定好密钥的位数，目前可使用1024、2048、4096字节的密钥（key），安全性随字节长度升高而升高，性能随之而下降，时间复杂度为O(nlogn)。

使用场景：

用户登录、包含个人信息及手机号码时、输入银行账号密码时等。

所以你知道你的个人信息是怎么泄露的了吗？

三个重要角色
  • KEY_SIZE：RSA密钥位数
  • MAX_ENCRYPT_BLOCK：RSA最大加密明文长度
  • MAX_DECRYPT_BLOCK：RSA最大加密密文长度
三者之间的关系
代码语言：javascript复制
    private static final int KEY_SIZE = 4096;
	//字节数 = 密钥位数 / 8
    private static final int MAX_ENCRYPT_BLOCK = KEY_SIZE / 8 - 11;
    private static final int MAX_DECRYPT_BLOCK = KEY_SIZE / 8;

RSA对待加密的明文有长度（字节数）要求：明文长度m必须0<m<密钥长度n。

明文长度计算方式为：

明文最大长度 = 密钥长度-11 (字节)

解密密文最大长度计算方式为：

公钥长度 = 密钥位数 / 8 (字节)

由于在RSA加密中，Padding参与计算填充，所以明文与密文之间的差值11便是Padding的长度（当明文长度不够时用作数据填充），当明文数据过长时（超过单次最大位数4096时），可使用分段加解密的方式，在加密、解密中报错明文/密钥长度不能超过117/245/501时，请检查密钥长度与明文长度是否匹配。当然，是否使用分段加解密需要开发前加解密的双方共同商定。

举例： 当我们默认使用1024位的密钥进行加密，此时最大明文长度为：1024/8 - 11 = 117字节,最大密文长度为1024/8 = 128字节。

数字验签

校验数字签名：发送者将自己的数据进行MD5加密后做签名，如果数据被修改再次进行对数据签名，则此时的数字签名和最初的数字签名是不一致的，因此可以使用数字签名可以保证数据不被修改。

talk is cheap,show me your code.

代码语言：javascript复制
package com.example.ltx.eshare.common.utils;

import cn.hutool.http.HttpUtil;
import org.apache.tomcat.util.codec.binary.Base64;

import javax.crypto.Cipher;
import java.io.ByteArrayOutputStream;
import java.security.*;
import java.security.spec.PKCS8EncodedKeySpec;
import java.security.spec.X509EncodedKeySpec;

/**
 * @author Liutx
 * @date 2021/1/28 21:23
 * @Description
 */
public class TestRSaUtil {
    /**
     * RSA最大加密明文大小
     */

    /**
     * RSA最大解密密文大小
     */



    private static final int KEY_SIZE = 4096;
    private static final int MAX_ENCRYPT_BLOCK = KEY_SIZE / 8 - 11;
    private static final int MAX_DECRYPT_BLOCK = KEY_SIZE / 8;

    /**
     * 获取密钥对
     *
     * @return 密钥对
     */
    public static KeyPair getKeyPair() throws Exception {
        KeyPairGenerator generator = KeyPairGenerator.getInstance("RSA");
        generator.initialize(KEY_SIZE);
        return generator.generateKeyPair();
    }

    /**
     * 获取私钥
     *
     * @param privateKey 私钥字符串
     * @return
     */
    public static PrivateKey getPrivateKey(String privateKey) throws Exception {
        KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance("RSA");
        byte[] decodedKey = Base64.decodeBase64(privateKey.getBytes());
        PKCS8EncodedKeySpec keySpec = new PKCS8EncodedKeySpec(decodedKey);
        return keyFactory.generatePrivate(keySpec);
    }

    /**
     * 获取公钥
     *
     * @param publicKey 公钥字符串
     * @return
     */
    public static PublicKey getPublicKey(String publicKey) throws Exception {
        KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance("RSA");
        byte[] decodedKey = Base64.decodeBase64(publicKey.getBytes());
        X509EncodedKeySpec keySpec = new X509EncodedKeySpec(decodedKey);
        return keyFactory.generatePublic(keySpec);
    }

    /**
     * RSA加密
     *
     * @param data      待加密数据
     * @param publicKey 公钥
     * @return
     */
    public static String encrypt(String data, PublicKey publicKey) throws Exception {
        Cipher cipher = Cipher.getInstance("RSA");
        cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, publicKey);
        int inputLen = data.getBytes().length;
        ByteArrayOutputStream out = new ByteArrayOutputStream();
        int offset = 0;
        byte[] cache;
        int i = 0;
        // 对数据分段加密
        while (inputLen - offset > 0) {
            if (inputLen - offset > MAX_ENCRYPT_BLOCK) {
                cache = cipher.doFinal(data.getBytes(), offset, MAX_ENCRYPT_BLOCK);
            } else {
                cache = cipher.doFinal(data.getBytes(), offset, inputLen - offset);
            }
            out.write(cache, 0, cache.length);
            i  ;
            offset = i * MAX_ENCRYPT_BLOCK;
        }
        byte[] encryptedData = out.toByteArray();
        out.close();
        // 获取加密内容使用base64进行编码,并以UTF-8为标准转化成字符串
        // 加密后的字符串
        return new String(Base64.encodeBase64String(encryptedData));
    }

    /**
     * RSA解密
     *
     * @param data       待解密数据
     * @param privateKey 私钥
     * @return
     */
    public static String decrypt(String data, PrivateKey privateKey) throws Exception {
        Cipher cipher = Cipher.getInstance("RSA");
        cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, privateKey);
        byte[] dataBytes = Base64.decodeBase64(data);
        int inputLen = dataBytes.length;
        ByteArrayOutputStream out = new ByteArrayOutputStream();
        int offset = 0;
        byte[] cache;
        int i = 0;
        // 对数据分段解密
        while (inputLen - offset > 0) {
            if (inputLen - offset > MAX_DECRYPT_BLOCK) {
                cache = cipher.doFinal(dataBytes, offset, MAX_DECRYPT_BLOCK);
            } else {
                cache = cipher.doFinal(dataBytes, offset, inputLen - offset);
            }
            out.write(cache, 0, cache.length);
            i  ;
            offset = i * MAX_DECRYPT_BLOCK;
        }
        byte[] decryptedData = out.toByteArray();
        out.close();
        // 解密后的内容
        return new String(decryptedData, "UTF-8");
    }

    /**
     * 签名
     *
     * @param data       待签名数据
     * @param privateKey 私钥
     * @return 签名
     */
    public static String sign(String data, PrivateKey privateKey) throws Exception {
        byte[] keyBytes = privateKey.getEncoded();
        PKCS8EncodedKeySpec keySpec = new PKCS8EncodedKeySpec(keyBytes);
        KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance("RSA");
        PrivateKey key = keyFactory.generatePrivate(keySpec);
        Signature signature = Signature.getInstance("MD5withRSA");
        signature.initSign(key);
        signature.update(data.getBytes());
        return new String(Base64.encodeBase64(signature.sign()));
    }

    /**
     * 验签
     *
     * @param srcData   原始字符串
     * @param publicKey 公钥
     * @param sign      签名
     * @return 是否验签通过
     */
    public static boolean verify(String srcData, PublicKey publicKey, String sign) throws Exception {
        byte[] keyBytes = publicKey.getEncoded();
        X509EncodedKeySpec keySpec = new X509EncodedKeySpec(keyBytes);
        KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance("RSA");
        PublicKey key = keyFactory.generatePublic(keySpec);
        Signature signature = Signature.getInstance("MD5withRSA");
        signature.initVerify(key);
        signature.update(srcData.getBytes());
        return signature.verify(Base64.decodeBase64(sign.getBytes()));
    }

    public static void main(String[] args) {
        try {
            // 生成密钥对
            KeyPair keyPair = getKeyPair();
            String privateKey = new String(Base64.encodeBase64(keyPair.getPrivate().getEncoded()));
            String publicKey = new String(Base64.encodeBase64(keyPair.getPublic().getEncoded()));
            System.out.println("私钥:"   privateKey);
            System.out.println("公钥:"   publicKey);
            // RSA加密
//            String data = "待加密的文字内容";
            String data = HttpUtil.get("https://v1.jinrishici.com/all.json");
            String encryptData = encrypt(data, getPublicKey(publicKey));
            System.out.println("加密后内容:"   encryptData);
            // RSA解密
            String decryptData = decrypt(encryptData, getPrivateKey(privateKey));
            System.out.println("解密后内容:"   decryptData);

            // RSA签名
            String sign = sign(data, getPrivateKey(privateKey));
            // RSA验签
            boolean result = verify(data, getPublicKey(publicKey), sign);
            System.out.print("验签结果:"   result);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
            System.out.print("加解密异常");
        }
    }
}
数据加密服务

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