Java加密技能（四）

副标题#e#

接下来我们先容典范的非对称加密算法——RSA

RSA

这种算法1978年就呈现了，它是第一个既能用于数据加密也能用于数字签名的算法。它易于领略和操纵，也很风行。算法的名字以发现者的名字定名：Ron Rivest, AdiShamir 和Leonard Adleman。

这种加密算法的特点主要是密钥的变革，上文我们看到DES只有一个密钥。相当于只有一把钥匙，假如这把钥匙丢了，数据也就不安详了。RSA同时有两把钥匙，公钥与私钥。同时支持数字签名。数字签名的意义在于，对传输过来的数据举办校验。确保数据在传输工程中不被修改。

流程阐明：

甲方构建密钥对儿，将公钥发布给乙方，将私钥保存。

甲方利用私钥加密数据，然后用私钥对加密后的数据签名，发送给乙方签名以及加密后的数据；乙方利用公钥、签名来验证待解密数据是否有效，假如有效利用公钥对数据解密。

乙方利用公钥加密数据，向甲方发送颠末加密后的数据；甲方得到加密数据，通过私钥解密。

按如上步调给出序列图，如下：

Java加密技术（四）

#p#副标题#e#

通过java代码实现如下：Coder类见 Java加密技能（一）

Java代码

import　java.security.Key; import　java.security.KeyFactory; import　java.security.KeyPair; import　java.security.KeyPairGenerator; import　java.security.PrivateKey; import　java.security.PublicKey; import　java.security.Signature; 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;
import　javax.crypto.Cipher;
/**

　 *　RSA安详编码组件

　 *

　 *　@author　梁栋

　 *　@version　1.0

　 *　@since　1.0

　 */

public　abstract　class　RSACoder　extends　Coder　{

　　　　 public　static　final　String　KEY_ALGORITHM　=　"RSA";

　　　　 public　static　final　String　SIGNATURE_ALGORITHM　=　"MD5withRSA";
　　　　 private　static　final　String　PUBLIC_KEY　=　"RSAPublicKey";

　　　　 private　static　final　String　PRIVATE_KEY　=　"RSAPrivateKey";
　　　　 /**

　　　　　 *　用私钥对信息生成数字签名

　　　　　 *

　　　　　 *　@param　data

　　　　　 *　　　　　　　　　　　　加密数据

　　　　　 *　@param　privateKey

　　　　　 *　　　　　　　　　　　　私钥

　　　　　 *

　　　　　 *　@return

　　　　　 *　@throws　Exception

　　　　　 */

　　　　 public　static　String　sign(byte[]　data,　String　privateKey)　throws　Exception　{

　　　　　　　　 //　解密由base64编码的私钥

　　　　　　　　 byte[]　keyBytes　=　decryptBASE64(privateKey);
　　　　　　　　 //　结构PKCS8EncodedKeySpec工具

　　　　　　　　 PKCS8EncodedKeySpec　pkcs8KeySpec　=　new　PKCS8EncodedKeySpec(keyBytes);
　　　　　　　　 //　KEY_ALGORITHM　指定的加密算法

　　　　　　　　 KeyFactory　keyFactory　=　KeyFactory.getInstance(KEY_ALGORITHM);
　　　　　　　　 //　取私钥匙工具

　　　　　　　　 PrivateKey　priKey　=　keyFactory.generatePrivate(pkcs8KeySpec);
　　　　　　　　 //　用私钥对信息生成数字签名

　　　　　　　　 Signature　signature　=　Signature.getInstance(SIGNATURE_ALGORITHM);

　　　　　　　　 signature.initSign(priKey);

　　　　　　　　 signature.update(data);
　　　　　　　　 return　encryptBASE64(signature.sign());

　　　　 }
　　　　 /**

　　　　　 *　校验数字签名

　　　　　 *

　　　　　 *　@param　data

　　　　　 *　　　　　　　　　　　　加密数据

　　　　　 *　@param　publicKey

　　　　　 *　　　　　　　　　　　　公钥

　　　　　 *　@param　sign

　　　　　 *　　　　　　　　　　　　数字签名

　　　　　 *

　　　　　 *　@return　校验乐成返回true　失败返回false

　　　　　 *　@throws　Exception

　　　　　 *

　　　　　 */

　　　　 public　static　boolean　verify(byte[]　data,　String　publicKey,　String　sign)

　　　　　　　　　　　　 throws　Exception　{
　　　　　　　　 //　解密由base64编码的公钥

　　　　　　　　 byte[]　keyBytes　=　decryptBASE64(publicKey);
　　　　　　　　 //　结构X509EncodedKeySpec工具

　　　　　　　　 X509EncodedKeySpec　keySpec　=　new　X509EncodedKeySpec(keyBytes);
　　　　　　　　 //　KEY_ALGORITHM　指定的加密算法

　　　　　　　　 KeyFactory　keyFactory　=　KeyFactory.getInstance(KEY_ALGORITHM);
　　　　　　　　 //　取公钥匙工具

　　　　　　　　 PublicKey　pubKey　=　keyFactory.generatePublic(keySpec);
　　　　　　　　 Signature　signature　=　Signature.getInstance(SIGNATURE_ALGORITHM);

　　　　　　　　 signature.initVerify(pubKey);

　　　　　　　　 signature.update(data);
　　　　　　　　 //　验证签名是否正常

　　　　　　　　 return　signature.verify(decryptBASE64(sign));

　　　　 }
　　　　 /**

　　　　　 *　解密<br>

　　　　　 *　用私钥解密

　　　　　 *

　　　　　 *　@param　data

　　　　　 *　@param　key

　　　　　 *　@return

　　　　　 *　@throws　Exception

　　　　　 */

　　　　 public　static　byte[]　decryptByPrivateKey(byte[]　data,　String　key)

　　　　　　　　　　　　 throws　Exception　{

　　　　　　　　 //　对密钥解密

　　　　　　　　 byte[]　keyBytes　=　decryptBASE64(key);
　　　　　　　　 //　取得私钥

　　　　　　　　 PKCS8EncodedKeySpec　pkcs8KeySpec　=　new　PKCS8EncodedKeySpec(keyBytes);

　　　　　　　　 KeyFactory　keyFactory　=　KeyFactory.getInstance(KEY_ALGORITHM);

　　　　　　　　 Key　privateKey　=　keyFactory.generatePrivate(pkcs8KeySpec);
　　　　　　　　 //　对数据解密

　　　　　　　　 Cipher　cipher　=　Cipher.getInstance(keyFactory.getAlgorithm());

　　　　　　　　 cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE,　privateKey);
　　　　　　　　 return　cipher.doFinal(data);

　　　　 }
　　　　 /**

　　　　　 *　解密<br>

　　　　　 *　用私钥解密

　　　　　 *

　　　　　 *　@param　data

　　　　　 *　@param　key

　　　　　 *　@return

　　　　　 *　@throws　Exception

　　　　　 */

　　　　 public　static　byte[]　decryptByPublicKey(byte[]　data,　String　key)

　　　　　　　　　　　　 throws　Exception　{

　　　　　　　　 //　对密钥解密

　　　　　　　　 byte[]　keyBytes　=　decryptBASE64(key);
　　　　　　　　 //　取得公钥

　　　　　　　　 X509EncodedKeySpec　x509KeySpec　=　new　X509EncodedKeySpec(keyBytes);

　　　　　　　　 KeyFactory　keyFactory　=　KeyFactory.getInstance(KEY_ALGORITHM);

　　　　　　　　 Key　publicKey　=　keyFactory.generatePublic(x509KeySpec);
　　　　　　　　 //　对数据解密

　　　　　　　　 Cipher　cipher　=　Cipher.getInstance(keyFactory.getAlgorithm());

　　　　　　　　 cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE,　publicKey);
　　　　　　　　 return　cipher.doFinal(data);

　　　　 }
　　　　 /**

　　　　　 *　加密<br>

　　　　　 *　用公钥加密

　　　　　 *

　　　　　 *　@param　data

　　　　　 *　@param　key

　　　　　 *　@return

　　　　　 *　@throws　Exception

　　　　　 */

　　　　 public　static　byte[]　encryptByPublicKey(byte[]　data,　String　key)

　　　　　　　　　　　　 throws　Exception　{

　　　　　　　　 //　对公钥解密

　　　　　　　　 byte[]　keyBytes　=　decryptBASE64(key);
　　　　　　　　 //　取得公钥

　　　　　　　　 X509EncodedKeySpec　x509KeySpec　=　new　X509EncodedKeySpec(keyBytes);

　　　　　　　　 KeyFactory　keyFactory　=　KeyFactory.getInstance(KEY_ALGORITHM);

　　　　　　　　 Key　publicKey　=　keyFactory.generatePublic(x509KeySpec);
　　　　　　　　 //　对数据加密

　　　　　　　　 Cipher　cipher　=　Cipher.getInstance(keyFactory.getAlgorithm());

　　　　　　　　 cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE,　publicKey);
　　　　　　　　 return　cipher.doFinal(data);

　　　　 }
　　　　 /**

　　　　　 *　加密<br>

　　　　　 *　用私钥加密

　　　　　 *

　　　　　 *　@param　data

　　　　　 *　@param　key

　　　　　 *　@return

　　　　　 *　@throws　Exception

　　　　　 */

　　　　 public　static　byte[]　encryptByPrivateKey(byte[]　data,　String　key)

　　　　　　　　　　　　 throws　Exception　{

　　　　　　　　 //　对密钥解密

　　　　　　　　 byte[]　keyBytes　=　decryptBASE64(key);
　　　　　　　　 //　取得私钥

　　　　　　　　 PKCS8EncodedKeySpec　pkcs8KeySpec　=　new　PKCS8EncodedKeySpec(keyBytes);

　　　　　　　　 KeyFactory　keyFactory　=　KeyFactory.getInstance(KEY_ALGORITHM);

　　　　　　　　 Key　privateKey　=　keyFactory.generatePrivate(pkcs8KeySpec);
　　　　　　　　 //　对数据加密

　　　　　　　　 Cipher　cipher　=　Cipher.getInstance(keyFactory.getAlgorithm());

　　　　　　　　 cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE,　privateKey);
　　　　　　　　 return　cipher.doFinal(data);

　　　　 }
　　　　 /**

　　　　　 *　取得私钥

　　　　　 *

　　　　　 *　@param　keyMap

　　　　　 *　@return

　　　　　 *　@throws　Exception

　　　　　 */

　　　　 public　static　String　getPrivateKey(Map<String,　Object>　keyMap)

　　　　　　　　　　　　 throws　Exception　{

　　　　　　　　 Key　key　=　(Key)　keyMap.get(PRIVATE_KEY);
　　　　　　　　 return　encryptBASE64(key.getEncoded());

　　　　 }
　　　　 /**

　　　　　 *　取得公钥

　　　　　 *

　　　　　 *　@param　keyMap

　　　　　 *　@return

　　　　　 *　@throws　Exception

　　　　　 */

　　　　 public　static　String　getPublicKey(Map<String,　Object>　keyMap)

　　　　　　　　　　　　 throws　Exception　{

　　　　　　　　 Key　key　=　(Key)　keyMap.get(PUBLIC_KEY);
　　　　　　　　 return　encryptBASE64(key.getEncoded());

　　　　 }
　　　　 /**

　　　　　 *　初始化密钥

　　　　　 *

　　　　　 *　@return

　　　　　 *　@throws　Exception

　　　　　 */

　　　　 public　static　Map<String,　Object>　initKey()　throws　Exception　{

　　　　　　　　 KeyPairGenerator　keyPairGen　=　KeyPairGenerator 　　

　　　　　　　　　　　　　　　　 .getInstance(KEY_ALGORITHM);

　　　　　　　　 keyPairGen.initialize(1024);
　　　　　　　　 KeyPair　keyPair　=　keyPairGen.generateKeyPair();
　　　　　　　　 //　公钥

　　　　　　　　 RSAPublicKey　publicKey　=　(RSAPublicKey)　keyPair.getPublic();
　　　　　　　　 //　私钥

　　　　　　　　 RSAPrivateKey　privateKey　=　(RSAPrivateKey)　keyPair.getPrivate();
　　　　　　　　 Map<String,　Object>　keyMap　=　new　HashMap<String,　Object>(2);

　　　　　　　　 keyMap.put(PUBLIC_KEY,　publicKey); 　　　　　　　　 keyMap.put(PRIVATE_KEY,　privateKey); 　　　　　　　　 return　keyMap; 　　　　 } }

#p#副标题#e#

再给出一个测试类：

#p#分页标题#e#

Java代码

import static org.junit.Assert.*;
import org.junit.Before;
import org.junit.Test;
import java.util.Map;
/** *//**
 *
 * @author 梁栋  http://www.bt285.cn  http://www.guihua.org
 * @version 1.0
 * @since 1.0
 */
public class RSACoderTest {
    private String publicKey;
    private String privateKey;
    @Before
    public void setUp() throws Exception {
        Map<String, Object> keyMap = RSACoder.initKey();
        publicKey = RSACoder.getPublicKey(keyMap);
        privateKey = RSACoder.getPrivateKey(keyMap);
        System.err.println("公钥: \n\r" + publicKey);
        System.err.println("私钥： \n\r" + privateKey);
    }
    @Test
    public void test() throws Exception {
        System.err.println("公钥加密——私钥解密");
        String inputStr = "abc";
        byte[] data = inputStr.getBytes();
        byte[] encodedData = RSACoder.encryptByPublicKey(data, publicKey);
        byte[] decodedData = RSACoder.decryptByPrivateKey(encodedData,
                privateKey);
        String outputStr = new String(decodedData);
        System.err.println("加密前: " + inputStr + "\n\r" + "解密后: " + outputStr);
        assertEquals(inputStr, outputStr);
    }
    @Test
    public void testSign() throws Exception {
        System.err.println("私钥加密——公钥解密");
        String inputStr = "sign";
        byte[] data = inputStr.getBytes();
        byte[] encodedData = RSACoder.encryptByPrivateKey(data, privateKey);
        byte[] decodedData = RSACoder
                .decryptByPublicKey(encodedData, publicKey);
        String outputStr = new String(decodedData);
        System.err.println("加密前: " + inputStr + "\n\r" + "解密后: " + outputStr);
        assertEquals(inputStr, outputStr);
        System.err.println("私钥签名——公钥验证签名");
        // 发生签名
        String sign = RSACoder.sign(encodedData, privateKey);
        System.err.println("签名:\r" + sign);
        // 验证签名
        boolean status = RSACoder.verify(encodedData, publicKey, sign);
        System.err.println("状态:\r" + status);
        assertTrue(status);
    }
}

#p#副标题#e#

节制台输出：

Console代码

#p#分页标题#e#

公钥: MIGfMA0GCSqGSIb3DQEBAQUAA4GNADCBiQKBgQCYU/+I0+z1aBl5X6DUUOHQ7FZpmBSDbKTtx89J EcB64jFCkunELT8qiKly7fzEqD03g8ALlu5XvX+bBqHFy7YPJJP0ekE2X3wjUnh2NxlqpH3/B/xm 1ZdSlCwDIkbijhBVDjA/bu5BObhZqQmDwIxlQInL9oVz+o6FbAZCyHBd7wIDAQAB 私钥： MIICdgIBADANBgkqhkiG9w0BAQEFAASCAmAwggJcAgEAAoGBAJhT/4jT7PVoGXlfoNRQ4dDsVmmy FINspO3Hz0kRwHriMUKS6cQtPyqIqXLt/MSoPTeDwAuW7le9f5sGocXLtg8kk/R6QTZffCNSeHY3 GWqkff8H/GbVl1KULAMiRuKOEFUOMD9u7kE5uFmpCYPAjGVAicv2hXP6joVsBkLIcF3vAgMBAAEC gYBvZHWoZHmS2EZQqKqeuGr58eobG9hcZzWQoJ4nq/CarBAjw/VovUHE490uK3S9ht4FW7Yzg3LV /MB06Huifh6qf/X9NQA7SeZRRC8gnCQk6JuDIEVJOud5jU+9tyumJakDKodQ3Jf2zQtNr+5ZdEPl uwWgv9c4kmpjhAdyMuQmYQJBANn6pcgvyYaia52dnu+yBUsGkaFfwXkzFSExIbi0MXTkhEb/ER/D rLytukkUu5S5ecz/KBa8U4xIslZDYQbLz5ECQQCy5dutt7RsxN4+dxCWn0/1FrkWl2G329Ucewm3 QU9CKu4D+7Kqdj+Ha3lXP8F0Etaaapi7+EfkRUpukn2ItZV/AkEAlk+I0iphxT1rCB0Q5CjWDY5S Df2B5JmdEG5Y2o0nLXwG2w44OLct/k2uD4cEcuITY5Dvi/4BftMCZwm/dnhEgQJACIktJSnJwxLV o9dchENPtlsCM9C/Sd2EWpqISSUlmfugZbJBwR5pQ5XeMUqKeXZYpP+HEBj1nS+tMH9u2/IGEwJa fL8mZiZXan/oBKrblAbplNcKWGRVD/3y65042PAEeghahlJMiYquV5DzZajuuT0wbJ5xQuZB01+X nfpFpBJ2dw== 公钥加密——私钥解密加密前:　abc 解密后:　abc 公钥: MIGfMA0GCSqGSIb3DQEBAQUAA4GNADCBiQKBgQDdOj40yEB48XqWxmPILmJAc7UecIN7F32etSHF 9rwbuEh3+iTPOGSxhoSQpOED0vOb0ZIMkBXZSgsxLaBSin2RZ09YKWRjtpCA0kDkiD11gj4tzTiM l9qq1kwSK7ZkGAgodEn3yIILVmQDuEImHOXFtulvJ71ka07u3LuwUNdB/wIDAQAB 私钥： MIICdwIBADANBgkqhkiG9w0BAQEFAASCAmEwggJdAgEAAoGBAN06PjTIQHjxepbGY8guYkBztR5w g3sXfZ61IcX2vBu4SHf6JM84ZLGGhJCk4QPS85vRkgyQFdlKCzEtoFKKfZFnT1gpZGO2kIDSQOSI PXWCPi3NOIyX2qrWTBIrtmQYCCh0SffIggtWZAO4QiYc5cW26W8nvWRrTu7cu7BQ10H/AgMBAAEC gYEAz2JWBizjI31bqhP4XiP9PuY5F3vqBW4T+L9cFbQiyumKJc58yzTWUAUGKIIn3enXLG7dNqGr mbJro4JeFIJ3CiVDpXR9+FluIgI4SXm7ioGKF2NOMA9LR5Fu82W+pLfpTN2y2SaLYWEDZyp53Bxy j9gUxaxi1MQs+C1ZgDF2xmECQQDy70bQntbRfysP+ppCtd56YRnES1Tyekw0wryS2tr+ivQJl7JF gp5rPAOXpgrq36xHDwUspQ0sJ0vj0O7ywxr1AkEA6SAaLhrJJrYucC0jxwAhUYyaPN+aOsWymaRh 9jA/Wc0wp29SbGTh5CcMuGpXm1g0M+FKW3dGiHgS3rVUKim4owJAbnxgapUzAgiiHxxMeDaavnHW 9C2GrtjsO7qtZOTgYI/1uT8itvZW8lJTF+9OW8/qXE76fXl7ai9dFnl5kzMk2QJBALfHz/vCsArt mkRiwY6zApE4Z6tPl1V33ymSVovvUzHnOdD1SKQdD5t+UV/crb3QVi8ED0t2B0u0ZSPfDT/D7kMC QDpwdj9k2F5aokLHBHUNJPFDAp7a5QMaT64gv/d48ITJ68Co+v5WzLMpzJBYXK6PAtqIhxbuPEc2 I2k1Afmrwyw= 私钥加密——公钥解密加密前:　sign 解密后:　sign 私钥签名——公钥验证签名签名: ud1RsIwmSC1pN22I4IXteg1VD2FbiehKUfNxgVSHzvQNIK+d20FCkHCqh9djP3h94iWnIUY0ifU+ mbJkhAl/i5krExOE0hknOnPMcEP+lZV1RbJI2zG2YooSp2XDleqrQk5e/QF2Mx0Zxt8Xsg7ucVpn i3wwbYWs9wSzIf0UjlM= 状态: true

#p#分页标题#e#

扼要总结一下，利用公钥加密、私钥解密，完成了乙方到甲方的一次数据通报，通过私钥加密、公钥解密，同时通过私钥签名、公钥验证签名，完成了一次甲方到乙方的数据通报与验证，两次数据通报完成一整套的数据交互！

关键字：