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。

[java] view
plaincopy

/**

* 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：

[java] view
plaincopy

/**

* 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：

[java] view
plaincopy

/**

* 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：

[java] view
plaincopy

/**

* 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：

[java] view
plaincopy

/**

* 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： 点击下载

本文转自：霍森博客：http://www.huosen.net/archives/124.html