Java中RSA非对称密钥加解密使用示例

一、简介：

RSA加密算法是最常用的非对称加密算法，CFCA在证书服务中离不了它。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。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。
二、RSA的公钥、私钥的组成，以及加密、解密的公式可见于下表
三、使用方式：
① 假设A、B机器进行通信，已A机器为主；
② A首先需要用自己的私钥为发送请求数据签名，并将公钥一同发送给B；
③ B收到数据后，需要用A发送的公钥进行验证，已确保收到的数据是未经篡改的；
④ B验签通过后，处理逻辑，并把处理结果返回，返回数据需要用A发送的公钥进行加密（公钥加密后，只能用配对的私钥解密）；
⑤ A收到B返回的数据，使用私钥解密，至此，一次数据交互完成。
四、代码示例：

第一步获取私钥，为签名做准备。

/**
* 读取私钥  返回PrivateKey
* @param path  包含私钥的证书路径
* @param password  私钥证书密码
* @return 返回私钥PrivateKey
* @throws KeyStoreException
* @throws NoSuchAlgorithmException
* @throws CertificateException
* @throws IOException
* @throws UnrecoverableKeyException
*/
private static PrivateKey getPrivateKey(String path,String password)
throws KeyStoreException, NoSuchAlgorithmException, CertificateException,
IOException, UnrecoverableKeyException {
KeyStore ks = KeyStore.getInstance("PKCS12");
FileInputStream fis = new FileInputStream(path);
char[] nPassword = null;
if ((password == null) || password.trim().equals("")) {
nPassword = null;
} else {
nPassword = password.toCharArray();
}
ks.load(fis, nPassword);
fis.close();
Enumeration<String> en = ks.aliases();
String keyAlias = null;
if (en.hasMoreElements()) {
keyAlias = (String) en.nextElement();
}

return (PrivateKey) ks.getKey(keyAlias, nPassword);
}

签名示例 通过第一步得到的私钥，进行签名操作，具体请看以下代码：

/**
* 私钥签名： 签名方法如下：BASE64(RSA(MD5(src),privatekey))，其中src为需要签名的字符串，
privatekey是商户的CFCA证书私钥。
* @param plainText 待签名字符串
* @param path 签名私钥路径
* @param password  签名私钥密码
* @return 返回签名后的字符串
* @throws Exception
*/
public static String sign(String plainText,String path,String password)
throws Exception  {
/*
* MD5加密
*/
MessageDigest md5 = MessageDigest.getInstance("MD5");
md5.update(plainText.getBytes("utf-8"));
byte[] digestBytes = md5.digest();
/*
* 用私钥进行签名 RSA
* Cipher负责完成加密或解密工作，基于RSA
*/
Cipher cipher = Cipher.getInstance("RSA/ECB/PKCS1Padding");
//ENCRYPT_MODE表示为加密模式
cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, getPrivateKey(path, password));
//加密
byte[] rsaBytes = cipher.doFinal(digestBytes);
//Base64编码
return Base64.byteArrayToBase64(rsaBytes);

B收到数据后，需要使用A提供的公钥信息进行验签，此处使用公钥的N、E进行验签

首先通过公钥N、E得到公钥PublicKey，如下：

/**
* 根据公钥n、e生成公钥
* @param modulus   公钥n串
* @param publicExponent  公钥e串
* @return 返回公钥PublicKey
* @throws Exception
*/
public static PublicKey getPublickKey(String modulus, String publicExponent)
throws Exception {
KeySpec publicKeySpec = new RSAPublicKeySpec(
new BigInteger(modulus, 16), new BigInteger(publicExponent, 16));
KeyFactory factory = KeyFactory.getInstance("RSA");
PublicKey publicKey = factory.generatePublic(publicKeySpec);
return publicKey;
}

得到公钥PublicKey后，再去验证签名，代码如下：

/**
* 用公钥证书进行验签
* @param message  签名之前的原文
* @param cipherText  签名
* @param pubKeyn 公钥n串
* @param pubKeye 公钥e串
* @return boolean 验签成功为true,失败为false
* @throws Exception
*/
public static boolean verify(String message, String cipherText,String pubKeyn,
String pubKeye) throws Exception {
Cipher c4 = Cipher.getInstance("RSA/ECB/PKCS1Padding");
// 根据密钥，对Cipher对象进行初始化,DECRYPT_MODE表示解密模式
c4.init(Cipher.DECRYPT_MODE, getPublickKey(pubKeyn,pubKeye));
// 解密
byte[] desDecTextBytes = c4.doFinal(Base64.base64ToByteArray(cipherText));
// 得到前置对原文进行的MD5
String md5Digest1 = Base64.byteArrayToBase64(desDecTextBytes);
MessageDigest md5 = MessageDigest.getInstance("MD5");
md5.update(message.getBytes("utf-8"));
byte[] digestBytes = md5.digest();
// 得到商户对原文进行的MD5
String md5Digest2 = Base64.byteArrayToBase64(digestBytes);
// 验证签名
if (md5Digest1.equals(md5Digest2)) {
return true;
} else {
return false;
}
}

至此，签名验签已经完毕

提供一个从.cer文件读取公钥的方法：

/**
* 读取公钥cer
* @param path .cer文件的路径  如：c:/abc.cer
* @return  base64后的公钥串
* @throws IOException
* @throws CertificateException
*/
public static String getPublicKey(String path) throws IOException,
CertificateException{
InputStream inStream = new FileInputStream(path);
ByteArrayOutputStream out = new ByteArrayOutputStream();
int ch;
String res = "";
while ((ch = inStream.read()) != -1) {
out.write(ch);
}
byte[] result = out.toByteArray();
res = Base64.byteArrayToBase64(result);
return res;
}

附上所有代码： http://pan.baidu.com/share/link?shareid=23044&uk=2986731784
本文转自：http://www.huosen.net/archives/124.html