java 加密之RSA算法加解密与解密的实例详解
前言：
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。RSA以它的三个发明者Ron Rivest, Adi Shamir, Leonard Adleman的名字首字母命名，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。
RSA的安全基于大数分解的难度。其公钥和私钥是一对大素数（100到200位十进制数或更大）的函数。从一个公钥和密文恢复出明文的难度，等价于分解两个大素数之积（这是公认的数学难题）。
RSA加密与解密
RSA算法的密钥由公钥和私钥组成，公钥用于加密，私钥用于解密。顾名思义，公钥就是可以进行公开的密钥，一般可以公开给你的合作伙伴；私钥就是私有的，也就是只有你知道的，你的合作伙伴通过你提供的公钥进行加密的内容只有你能进行解密，这样也就只有你知道他发的是什么内容。用于加密的公钥和私钥是配对的。这样的一对密钥在Java中由
java.security.KeyPairGenerator来产生。以下是一个生成密钥对的示例，该示例中还将生成的密钥对分别保存到了文件中。
private static final String ALGORITHM = "RSA";
private static final String PRIVATE_KEY_PATH = "D:\\rsa_private.isa";
private static final String PUBLIC_KEY_PATH = "D:\\rsa_public.isa";
/**
* 生成公钥和私钥并存储到文件中
* @throws Exception
*/
@Test
public void geneKeyPair() throws Exception {
KeyPairGenerator keyPairGenerator = KeyPairGenerator.getInstance(ALGORITHM);
keyPairGenerator.initialize(1024);
KeyPair keyPair = keyPairGenerator.generateKeyPair();
PrivateKey privateKey = keyPair.getPrivate();//私钥
PublicKey publicKey = keyPair.getPublic();//公钥
byte[] privateKeyBytes = privateKey.getEncoded();//私钥对应的字节数组
byte[] publicKeyBytes = publicKey.getEncoded();//公钥对应的字节数组
Files.write(Paths.get(PRIVATE_KEY_PATH), privateKeyBytes);
Files.write(Paths.get(PUBLIC_KEY_PATH), publicKeyBytes);
}
加密
加密的过程跟使用AES算法进行加密的过程类似，唯一需要注意的是使用存储起来的公钥时需要使用X509EncodedKeySpec进行封装，然后通过KeyFactory.generatePublic(KeySpec)进行生成。
@Test
public void testEncrypt() throws Exception {
this.encrypt("Hello RSA");
}
/**
* 公钥加密
* @param value
* @return
* @throws Exception
*/
private byte[] encrypt(String value) throws Exception {
Cipher cipher = Cipher.getInstance(ALGORITHM);
//读取公钥对应的字节数组
byte[] publicKeyCode = Files.readAllBytes(Paths.get(PUBLIC_KEY_PATH));
//构造公钥，存储起来的公钥需要使用X509EncodedKeySpec进行读取
X509EncodedKeySpec keySpec = new X509EncodedKeySpec(publicKeyCode);
KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance(ALGORITHM);
//根据已有的KeySpec生成对应的公钥
PublicKey publicKey = keyFactory.generatePublic(keySpec);
cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, publicKey);
byte[] result = cipher.doFinal(value.getBytes());
System.out.println(Base64.getEncoder().encodeToString(result));
return result;
}
解密
解密是使用的密钥对中的私钥，其使用方法跟AES算法进行解密类似。 存储起来的私钥需要通过PKCS8EncodedKeySpec加载，然后通过KeyFactory.generatePrivate(KeySpec)生成私钥。
/**
* 私钥解密
* @throws Exception
*/
@Test
public void testDecrypt() throws Exception {
Cipher cipher = Cipher.getInstance(ALGORITHM);
byte[] privateKeyCode = Files.readAllBytes(Paths.get(PRIVATE_KEY_PATH));
//私钥需要通过PKCS8EncodedKeySpec来读取
PKCS8EncodedKeySpec keySpec = new PKCS8EncodedKeySpec(privateKeyCode);
KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance(ALGORITHM);
//生成私钥
PrivateKey privateKey = keyFactory.generatePrivate(keySpec);
cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, privateKey);
String content = "Java Program";
byte[] input = this.encrypt("Java Program");
byte[] result = cipher.doFinal(input);
Assert.assertTrue(content.equals(new String(result)));
}
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