一、概述
1.RSA是基于大数因子分解难题。目前各种主流计算机语言都支持RSA算法的实现
2.java6支持RSA算法
3.RSA算法可以用于数据加密和数字签名
4.RSA算法相对于DES/AES等对称加密算法,他的速度要慢的多
5.总原则:公钥加密,私钥解密 / 私钥加密,公钥解密
二、模型分析
RSA算法构建密钥对简单的很,这里我们还是以甲乙双方发送数据为模型
1.甲方在本地构建密钥对(公钥+私钥),并将公钥公布给乙方
2.甲方将数据用私钥进行加密,发送给乙方
3.乙方用甲方提供的公钥对数据进行解密
如果乙方向传送数据给甲方:
4.乙方用公钥对数据进行加密,然后传送给甲方
5.甲方用私钥对数据进行解密
package cc.zenking.platform.aatest.util.jwt; import org.apache.commons.codec.binary.Base64; import javax.crypto.Cipher; import java.security.*; import java.security.interfaces.RSAPrivateKey; import java.security.interfaces.RSAPublicKey; import java.security.spec.PKCS8EncodedKeySpec; import java.security.spec.X509EncodedKeySpec; import java.util.HashMap; import java.util.Map; /** * 非对称加密算法RSA算法组件 * 非对称算法一般是用来传送对称加密算法的密钥来使用的,相对于DH算法,RSA算法只需要一方构造密钥,不需要 * 大费周章的构造各自本地的密钥对了。DH算法只能算法非对称算法的底层实现。而RSA算法算法实现起来较为简单 * */ public class Jwt { //非对称密钥算法 public static final String KEY_ALGORITHM = "RSA"; /** * 密钥长度,DH算法的默认密钥长度是1024 * 密钥长度必须是64的倍数,在512到65536位之间 */ private static final int KEY_SIZE = 512; //公钥 private static final String PUBLIC_KEY = "RSAPublicKey"; //私钥 private static final String PRIVATE_KEY = "RSAPrivateKey"; /** * 初始化密钥对 * * @return Map 甲方密钥的Map */ public static Map<String, Object> initKey() throws Exception { //实例化密钥生成器 KeyPairGenerator keyPairGenerator = KeyPairGenerator.getInstance(KEY_ALGORITHM); //初始化密钥生成器 keyPairGenerator.initialize(KEY_SIZE); //生成密钥对 KeyPair keyPair = keyPairGenerator.generateKeyPair(); //甲方公钥 RSAPublicKey publicKey = (RSAPublicKey) keyPair.getPublic(); //甲方私钥 RSAPrivateKey privateKey = (RSAPrivateKey) keyPair.getPrivate(); //将密钥存储在map中 Map<String, Object> keyMap = new HashMap<String, Object>(); keyMap.put(PUBLIC_KEY, publicKey); keyMap.put(PRIVATE_KEY, privateKey); return keyMap; } /** * 私钥加密 * * @param data 待加密数据 * @param key 密钥 * @return byte[] 加密数据 */ public static byte[] encryptByPrivateKey(byte[] data, byte[] key) throws Exception { //取得私钥 PKCS8EncodedKeySpec pkcs8KeySpec = new PKCS8EncodedKeySpec(key); KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance(KEY_ALGORITHM); //生成私钥 PrivateKey privateKey = keyFactory.generatePrivate(pkcs8KeySpec); //数据加密 Cipher cipher = Cipher.getInstance(keyFactory.getAlgorithm()); cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, privateKey); return cipher.doFinal(data); } /** * 公钥加密 * * @param data 待加密数据 * @param key 密钥 * @return byte[] 加密数据 */ public static byte[] encryptByPublicKey(byte[] data, byte[] key) throws Exception { //实例化密钥工厂 KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance(KEY_ALGORITHM); //初始化公钥 //密钥材料转换 X509EncodedKeySpec x509KeySpec = new X509EncodedKeySpec(key); //产生公钥 PublicKey pubKey = keyFactory.generatePublic(x509KeySpec); //数据加密 Cipher cipher = Cipher.getInstance(keyFactory.getAlgorithm()); cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, pubKey); return cipher.doFinal(data); } /** * 私钥解密 * * @param data 待解密数据 * @param key 密钥 * @return byte[] 解密数据 */ public static byte[] decryptByPrivateKey(byte[] data, byte[] key) throws Exception { //取得私钥 PKCS8EncodedKeySpec pkcs8KeySpec = new PKCS8EncodedKeySpec(key); KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance(KEY_ALGORITHM); //生成私钥 PrivateKey privateKey = keyFactory.generatePrivate(pkcs8KeySpec); //数据解密 Cipher cipher = Cipher.getInstance(keyFactory.getAlgorithm()); cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, privateKey); return cipher.doFinal(data); } /** * 公钥解密 * * @param data 待解密数据 * @param key 密钥 * @return byte[] 解密数据 */ public static byte[] decryptByPublicKey(byte[] data, byte[] key) throws Exception { //实例化密钥工厂 KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance(KEY_ALGORITHM); //初始化公钥 //密钥材料转换 X509EncodedKeySpec x509KeySpec = new X509EncodedKeySpec(key); //产生公钥 PublicKey pubKey = keyFactory.generatePublic(x509KeySpec); //数据解密 Cipher cipher = Cipher.getInstance(keyFactory.getAlgorithm()); cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, pubKey); return cipher.doFinal(data); } /** * 取得私钥 * * @param keyMap 密钥map * @return byte[] 私钥 */ public static byte[] getPrivateKey(Map<String, Object> keyMap) { Key key = (Key) keyMap.get(PRIVATE_KEY); return key.getEncoded(); } /** * 取得公钥 * * @param keyMap 密钥map * @return byte[] 公钥 */ public static byte[] getPublicKey(Map<String, Object> keyMap) throws Exception { Key key = (Key) keyMap.get(PUBLIC_KEY); return key.getEncoded(); } /** * @param args * @throws Exception */ public static void main(String[] args) throws Exception { //初始化密钥 //生成密钥对 Map<String, Object> keyMap = Jwt.initKey(); //公钥 byte[] publicKey = Jwt.getPublicKey(keyMap); //私钥 byte[] privateKey = Jwt.getPrivateKey(keyMap); System.out.println("公钥:/n" + Base64.encodeBase64String(publicKey)); System.out.println("私钥:/n" + Base64.encodeBase64String(privateKey)); System.out.println("================密钥对构造完毕,甲方将公钥公布给乙方,开始进行加密数据的传输============="); String str = "RSA密码交换算法"; System.out.println("/n===========甲方向乙方发送加密数据=============="); System.out.println("原文:" + str); //甲方进行数据的加密 byte[] code1 = Jwt.encryptByPrivateKey(str.getBytes(), privateKey); System.out.println("加密后的数据:" + Base64.encodeBase64String(code1)); System.out.println("===========乙方使用甲方提供的公钥对数据进行解密=============="); //乙方进行数据的解密 byte[] decode1 = Jwt.decryptByPublicKey(code1, publicKey); System.out.println("乙方解密后的数据:" + new String(decode1) + "/n/n"); System.out.println("===========反向进行操作,乙方向甲方发送数据==============/n/n"); str = "乙方向甲方发送数据RSA算法"; System.out.println("原文:" + str); //乙方使用公钥对数据进行加密 byte[] code2 = Jwt.encryptByPublicKey(str.getBytes(), publicKey); System.out.println("===========乙方使用公钥对数据进行加密=============="); System.out.println("加密后的数据:" + Base64.encodeBase64String(code2)); System.out.println("=============乙方将数据传送给甲方======================"); System.out.println("===========甲方使用私钥对数据进行解密=============="); //甲方使用私钥对数据进行解密 byte[] decode2 = Jwt.decryptByPrivateKey(code2, privateKey); System.out.println("甲方解密后的数据:" + new String(decode2)); } } 公钥:/nMFwwDQYJKoZIhvcNAQEBBQADSwAwSAJBAIOCbrEIQGQ/poYrucmDc6lFjCtMk92WOxmKywgLlr3wAjar/zKXmHeNv1ADttV2DGu4jnEGOhkvcyfSmdxNfCECAwEAAQ== 私钥:/nMIIBVAIBADANBgkqhkiG9w0BAQEFAASCAT4wggE6AgEAAkEAg4JusQhAZD+mhiu5yYNzqUWMK0yT3ZY7GYrLCAuWvfACNqv/MpeYd42/UAO21XYMa7iOcQY6GS9zJ9KZ3E18IQIDAQABAkB7jyX/MRiG2ALWluik+9vE07JB0F4xWIBInE3sTi8gXp9UxQZ8SDYJK2UqJ+T9e3zxY2saQ4022yWo+djejLFBAiEA/62YN5StjXNIY9Ny/zHplZWDtQFN5bKAwc6dDMkeLvkCIQCDrNFtu+D6cXRIM6AVPW3t9XclwN0wOYe0mFGC2IP4aQIhANZdEmlPQ297/26K4zio/WHH2IRS0p/J2IAlnbERkjfpAiBBGmo12kXDLeMza6sDtWqr08jENtZl6JvrM8BhdFHTuQIgSMB57mK3TghNgND39DJ/lDToZXlFHDe/PPGdfhr0Rk4= ================密钥对构造完毕,甲方将公钥公布给乙方,开始进行加密数据的传输============= /n===========甲方向乙方发送加密数据============== 原文:RSA密码交换算法 加密后的数据:eTadqag/jvqYi9JVSwuLEYmqj0l7wLJSz9iVdrOKh6+biCKWlCcw1Wj6x+FvrgQs87+hsBWYcgdG9mYOOC5FKw== ===========乙方使用甲方提供的公钥对数据进行解密============== 乙方解密后的数据:RSA密码交换算法/n/n ===========反向进行操作,乙方向甲方发送数据==============/n/n 原文:乙方向甲方发送数据RSA算法 ===========乙方使用公钥对数据进行加密============== 加密后的数据:C+UA4bYFFl7Ncnb4GL1Pfk7V/btOXp2UQjFUUODQ7TWRT241oc+oOAoKVOWRJwgi6OXfa9UZGeQS16vRTO/nfg== =============乙方将数据传送给甲方====================== ===========甲方使用私钥对数据进行解密============== 甲方解密后的数据:乙方向甲方发送数据RSA算法总结
1.RSA与DH算法不同,只需要一套密钥就能完成加密、解密的工作
2.通过代码能看出来,公钥长度明显小于私钥
3.遵循:公钥加密-私钥解密,私钥加密-公钥解密的原则
4.公钥和私钥肯定是完全不同