浅谈RSA加密算法

一、什么是非对称加密

1、加密的密钥与加密的密钥不相同,这样的加密算法称之为非对称加密

2、密钥分为:公钥,私钥

   公钥:可以对外给任何人的加密和解密的密码,是公开的

     私钥:通过私钥可以生成公钥,但从公钥被认为无法生成公钥(被推导出的概率小到不考虑)

3、当将要加密的内容用公钥加密的时候,只能用私钥来解密

     当将要加密的内容用私钥加密的时候,只能用公钥来解密

4、公钥与私钥的关系,利用一个简单的公式来生成公钥和私钥,即非对称加密的公钥和私钥之间存在某一个公式关系

5、常见的非对称加密算法

  RSA,DSA

二、什么是RSA算法

RSA算法是一种非对称密码算法,所谓非对称,就是指该算法需要一对密钥,使用其中一个加密,则需要用另一个才能解密。

RSA的算法涉及三个参数,n、e1、e2。

其中,n是两个大质数p、q的积,n的二进制表示时所占用的位数,就是所谓的密钥长度。

e1和e2是一对相关的值,e1可以任意取,但要求e1与(p-1)*(q-1)互质;再选择e2,要求(e2*e1)mod((p-1)*(q-1))=1。

(n,e1),(n,e2)就是密钥对。其中(n,e1)为公钥,(n,e2)为私钥。[1]

RSA加解密的算法完全相同,设A为明文,B为密文,则:A=B^e2 mod n;B=A^e1 mod n;(公钥加密体制中,一般用公钥加密,私钥解密)

e1和e2可以互换使用,即:

A=B^e1 mod n;B=A^e2 mod n;

三、RSA加密算法的使用

1、RSA密钥的生成,返回一个KeyPair对象

KeyPair 用于非对称加密,KeyPair中包含了一个公钥和一个私钥

    /**
     * 通过指定的密钥长度生成非对称的密钥对
     * @param keySize  推荐使用1024,2048 ,不允许低于1024
     * @return
     */
    public static KeyPair generateRSAKeyPair(int keySize){
        KeyPair ret = null;
        try {
            //1、准备生成
            KeyPairGenerator generator = KeyPairGenerator.getInstance("RSA");
            //2、初始化,设置秘钥长度
            generator.initialize(keySize);
            //3、生成,并且返回
            ret = generator.generateKeyPair();

        } catch (NoSuchAlgorithmException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return ret;
    }

2、获取私钥和公钥

PublicKey 和 PrivateKey 都是Key类型的

     KeyPair keyPair = EncryptUtil.generateRSAKeyPair(1024);
        //获取公钥,可以给任何人
        PublicKey publicKey = keyPair.getPublic();
     //获取私钥
        PrivateKey privateKey = keyPair.getPrivate();

3、RSA加密

/**
     *  RSA 加密
     * @param data  需要加密的数据
     * @param key  可以是 PublicKey,也可以是PrivateKey
     * @return
     */
    public static byte[] rsaEncrypt(byte[] data ,Key key){
        byte[] ret = null;
        if (data != null
                && data.length>0
                && key!=null) {
            // 1、创建Cipher 使用RSA
            try {
                Cipher cipher = Cipher.getInstance("RSA");
                //设置Key
                cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE,key);
                ret = cipher.doFinal(data);
            } catch (NoSuchAlgorithmException e) {
                e.printStackTrace();
            } catch (NoSuchPaddingException e) {
                e.printStackTrace();
            } catch (InvalidKeyException e) {
                e.printStackTrace();
            } catch (BadPaddingException e) {
                e.printStackTrace();
            } catch (IllegalBlockSizeException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        return ret;
    }

4、RSA解密

/**
     *  RSA 解密
     * @param data 要解密的数据
     * @param key  可以是 PublicKey,也可以是PrivateKey
     * @return
     */
    public static byte[] rsaDecrypt(byte[] data ,Key key){
        byte[] ret = null;

        if (data != null
                && data.length>0
                && key!=null) {
            // 1、创建Cipher 使用RSA
            try {
                Cipher cipher = Cipher.getInstance("RSA");
                //设置Key
                cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE,key);
                ret = cipher.doFinal(data);
            } catch (NoSuchAlgorithmException e) {
                e.printStackTrace();
            } catch (NoSuchPaddingException e) {
                e.printStackTrace();
            } catch (InvalidKeyException e) {
                e.printStackTrace();
            } catch (BadPaddingException e) {
                e.printStackTrace();
            } catch (IllegalBlockSizeException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        return ret;
    }

5、公钥与私钥的存储

一对公钥和私钥创建好之后,我们需要存储起来以后使用

    //获得公钥 私钥
        PrivateKey privateKey = keyPair.getPrivate();
        PublicKey publicKey = keyPair.getPublic();
        //编码将PublicKey和PrivateKey对象转换为字节数组,该字节数组为公钥、私钥的实际数据
        byte[] publicKeyEncoded = publicKey.getEncoded();
        byte[] privateKeyEncoded = privateKey.getEncoded();
     //将字节数组通过Base64编码算法 编码成可见的字符形式
        String publickey = Base64.encodeToString(publicKeyEncoded, Base64.NO_WRAP);
        String privatekey = Base64.encodeToString(privateKeyEncoded, Base64.NO_WRAP);
     //进行存储操作
     。。。。

6、公钥与私钥的加载

通常 1、获取密钥对 2、获取公钥、私钥 3、保存公钥、私钥,保存形式基本为字符串形式

那么在以后的使用中就需要获取公钥和私钥来使用

需要知道:

  6.1、KeyFactory可以来加载相应的公钥和私钥

  6.2、公钥加载 使用 X509EncodedKeySpec(byte[])

  6.3、私钥加载 使用 PCKS8EncodedKeySpec(byte[])

//获取公钥
//str_publickey 为公钥字符串形式数据(公钥先编码成byte[] 在 形成字符串)
//解码
            byte[] publicdecode = Base64.decode(new String(str_publickey), Base64.NO_WRAP);
            //构造X509EncodedKeySpec对象
            X509EncodedKeySpec publicKeySpec = new X509EncodedKeySpec(publicdecode);
            //指定加密算法
            KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance("RSA");
            //取得公钥
            PublicKey publicKey = keyFactory.generatePublic(publicKeySpec);
//解码
//获取私钥
//str_private 为私钥字符串形式的数据
            byte[] privatedecode = Base64.decode(new String(str_private), Base64.NO_WRAP);
            //构造X509EncodedKeySpec对象
            PKCS8EncodedKeySpec privateKeySpec = new PKCS8EncodedKeySpec(privatedecode);
            //指定加密算法
            keyFactory = KeyFactory.getInstance("RSA");
            //取得私钥
            PrivateKey privateKey = keyFactory.generatePrivate(privateKeySpec);

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