加密

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java与openssl的rsa算法互用

六月依 发布于 2年前，共有 2 条评论

说明

    1.java生成的公私钥格式为 pkcs8, 而openssl默认生成的公私钥格式为 pkcs1，两者的密钥实际上是不能直接互用的
    2.java采用的rsa默认补齐方式是pkcs1, 因此互用的时候需要将openssl中的补齐方式设置为RSA_PKCS1_PADDING
    3.rsa加密中，加密数据长度有限制，不能超过密钥长度-11， 如密钥为1024位，则最长的加密数据位117字节； 加密后的密文长度总是为密钥的一半，即1024位的密文为512位

RSA加密常用的填充方式有下面3种：
1.RSA_PKCS1_PADDING 填充模式，最常用的模式
要求:
输入：必须 比 RSA 钥模长(modulus) 短至少11个字节, 也就是　RSA_size(rsa) – 11
如果输入的明文过长，必须切割，　然后填充
输出：和modulus一样长

根据这个要求，对于512bit的密钥，　block length = 512/8 – 11 = 53 字节

2.RSA_PKCS1_OAEP_PADDING
输入：RSA_size(rsa) – 41
输出：和modulus一样长

3.for RSA_NO_PADDING　　不填充
输入：可以和RSA钥模长一样长，如果输入的明文过长，必须切割，　然后填充
输出：和modulus一样长

Java的rsa封装

    代码如下，从网上copy下来的，在此源码中，需要注意的是

cipher = Cipher.getInstance("RSA")

    其中，这里可以选择rsa，也就默认了采用pkcs1补齐方式，也可以设置为其他的，如

cipher = Cipher.getInstance("RSA/ECB/NoPadding")

    另外加密的数据是byte格式，即无符号字符，因此常见的算法是利用base64编码，将byte格式的转为String，因此这里也涉及到java与openssl的base64编码相互转换的问题

    两者的输出格式是不同的，主要体现在换行的位置上，对openssl而言，base64编码后的换行主要是每64个出现一个换行；而java则是每76个字节出现一个换行，如果实际去测试，两者的base64编码解码是不能互用的。对于此，可以参考下面c的算法中的base64编码算法，屏蔽了换行的出现，这种情况下，java是可以解码openssl编码的结果的；相反，在openssl中，去掉换行后，也是可以处理java采用base64编码后的结果

import sun.misc.BASE64Encoder; 
import sun.misc.BASE64Decoder; 

import java.io.BufferedReader;
import java.io.BufferedWriter;
import java.io.FileReader;
import java.io.FileWriter;
import java.io.IOException;
import java.security.InvalidKeyException;
import java.security.Key;
import java.security.KeyFactory;
import java.security.KeyPair;
import java.security.KeyPairGenerator;
import java.security.NoSuchAlgorithmException;
import java.security.PrivateKey;
import java.security.PublicKey;
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.BadPaddingException;
import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.IllegalBlockSizeException;
import javax.crypto.NoSuchPaddingException;

import sun.misc.BASE64Decoder;
import sun.misc.BASE64Encoder;

/**
 * RSA算法，实现数据的加密解密。
 * @author ShaoJiang
 *
 */
class RSAUtil {

private static Cipher cipher;

static{
try {
cipher = Cipher.getInstance("RSA"); // RSA/ECB/NoPadding
} catch (NoSuchAlgorithmException e) {
e.printStackTrace();
} catch (NoSuchPaddingException e) {
e.printStackTrace();
}
}

/**
 * 生成密钥对
 * @param filePath 生成密钥的路径
 * @return
 */
public static Map<String,String> generateKeyPair(String filePath){
try {
KeyPairGenerator keyPairGen = KeyPairGenerator.getInstance("RSA");
// 密钥位数
keyPairGen.initialize(1024);
// 密钥对
KeyPair keyPair = keyPairGen.generateKeyPair();
// 公钥
PublicKey publicKey = (RSAPublicKey) keyPair.getPublic();
// 私钥
PrivateKey privateKey = (RSAPrivateKey) keyPair.getPrivate();

//得到公钥字符串
String publicKeyString = getKeyString(publicKey);
//得到私钥字符串
String privateKeyString = getKeyString(privateKey);
//将密钥对写入到文件
FileWriter pubfw = new FileWriter(filePath+"/publicKey.keystore");
FileWriter prifw = new FileWriter(filePath+"/privateKey.keystore");
BufferedWriter pubbw = new BufferedWriter(pubfw);
BufferedWriter pribw = new BufferedWriter(prifw);
pubbw.write(publicKeyString);
pribw.write(privateKeyString);
pubbw.flush();
pubbw.close();
pubfw.close();
pribw.flush();
pribw.close();
prifw.close();
//将生成的密钥对返回
Map<String,String> map = new HashMap<String,String>();
map.put("publicKey",publicKeyString);
map.put("privateKey",privateKeyString);
return map;
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
return null;
}

/**
 * 得到公钥
 * 
 * @param key
 *            密钥字符串（经过base64编码）
 * @throws Exception
 */
public static PublicKey getPublicKey(String key) throws Exception {
byte[] keyBytes;
keyBytes = (new BASE64Decoder()).decodeBuffer(key);
X509EncodedKeySpec keySpec = new X509EncodedKeySpec(keyBytes);
KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance("RSA");
PublicKey publicKey = keyFactory.generatePublic(keySpec);
return publicKey;
}

/**
 * 得到私钥
 * 
 * @param key
 *            密钥字符串（经过base64编码）
 * @throws Exception
 */
public static PrivateKey getPrivateKey(String key) throws Exception {
byte[] keyBytes;
keyBytes = (new BASE64Decoder()).decodeBuffer(key);
PKCS8EncodedKeySpec keySpec = new PKCS8EncodedKeySpec(keyBytes);
KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance("RSA");
PrivateKey privateKey = keyFactory.generatePrivate(keySpec);
return privateKey;
}

/**
 * 得到密钥字符串（经过base64编码）
 * 
 * @return
 */
public static String getKeyString(Key key) throws Exception {
byte[] keyBytes = key.getEncoded();
String s = (new BASE64Encoder()).encode(keyBytes);
return s;
}   

/**
 * 使用公钥对明文进行加密，返回BASE64编码的字符串
 * @param publicKey
 * @param plainText
 * @return
 */
public static String encrypt(PublicKey publicKey,String plainText){
try {
cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, publicKey);
byte[] enBytes = cipher.doFinal(plainText.getBytes());
return (new BASE64Encoder()).encode(enBytes);
} catch (InvalidKeyException e) {
e.printStackTrace();
} catch (IllegalBlockSizeException e) {
e.printStackTrace();
} catch (BadPaddingException e) {
e.printStackTrace();
}
return null;
}

/**
 * 使用keystore对明文进行加密
 * @param publicKeystore 公钥文件路径
 * @param plainText      明文
 * @return
 */
public static String encrypt(String publicKeystore,String plainText){
try {
FileReader fr = new FileReader(publicKeystore);
BufferedReader br = new BufferedReader(fr);
String publicKeyString="";
String str;
while((str=br.readLine())!=null){
publicKeyString+=str;
}
br.close();
fr.close();
cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE,getPublicKey(publicKeyString));
byte[] enBytes = cipher.doFinal(plainText.getBytes());
return (new BASE64Encoder()).encode(enBytes);
} catch (InvalidKeyException e) {
e.printStackTrace();
} catch (IllegalBlockSizeException e) {
e.printStackTrace();
} catch (BadPaddingException e) {
e.printStackTrace();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
return null;
}

/**
 * 使用私钥对明文密文进行解密
 * @param privateKey
 * @param enStr
 * @return
 */
public static String decrypt(PrivateKey privateKey,String enStr){
try {
cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, privateKey);
byte[] deBytes = cipher.doFinal((new BASE64Decoder()).decodeBuffer(enStr));
return new String(deBytes);
} catch (InvalidKeyException e) {
e.printStackTrace();
} catch (IllegalBlockSizeException e) {
e.printStackTrace();
} catch (BadPaddingException e) {
e.printStackTrace();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
return null;
}

/**
 * 使用keystore对密文进行解密
 * @param privateKeystore  私钥路径
 * @param enStr	                                     密文
 * @return
 */
public static String decrypt(String privateKeystore,String enStr){
try {
FileReader fr = new FileReader(privateKeystore);
BufferedReader br = new BufferedReader(fr);
String privateKeyString="";
String str;
while((str=br.readLine())!=null){
privateKeyString+=str;
}
br.close();
fr.close();
cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, getPrivateKey(privateKeyString));
byte[] deBytes = cipher.doFinal((new BASE64Decoder()).decodeBuffer(enStr));
return new String(deBytes);
} catch (InvalidKeyException e) {
e.printStackTrace();
} catch (IllegalBlockSizeException e) {
e.printStackTrace();
} catch (BadPaddingException e) {
e.printStackTrace();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
return null;
}
}

public class Hello{

// 将 s 进行 BASE64 编码 
public static String getBASE64(String s) { 
if (s == null) return null; 
return (new sun.misc.BASE64Encoder()).encode( s.getBytes() ); 
} 

// 将 BASE64 编码的字符串 s 进行解码 
public static String getFromBASE64(String s) { 
if (s == null) return null; 
BASE64Decoder decoder = new BASE64Decoder(); 
try { 
byte[] b = decoder.decodeBuffer(s); 
return new String(b); 
} catch (Exception e) { 
return null; 
} 
}

public static void testBASE64()
{
String s = "1234567887654321123456788765432112345678876543211234567887654321123456788765432112345678876543211234567887654321123456788765432112345678876543211234567887654321";
System.out.println("length=" + s.length());
String ans = getBASE64(s);
System.out.println("length=" + ans.length());
System.out.println(ans);
String temp = "MTIzNDU2Nzg4NzY1NDMyMTEyMzQ1Njc4ODc2NTQzMjExMjM0NTY3ODg3NjU0MzIxMTIzNDU2Nzg4NzY1NDMyMTEyMzQ1Njc4ODc2NTQzMjE=";
String res = getFromBASE64(temp);
System.out.println(res);
System.out.println("----------------------------------------");
}

public static void main(String[] args)
{
RSAUtil util = new RSAUtil();
// util.generateKeyPair("key");
String cp = "M04d2l9MyDiUUfAQ32FdphesAQJHZUk0dEsYQcU06IJo/RCF311GtJXBK1FhapITIvjkpsiz9NR25AGEFPdz4bs2o5/F0QIj5yFA+biLxgcFrDpd5gSWI1F8V7wbsl06tNLNOVihFfzl8xWbHMVqPhY3tj8Vu/QHEPPnx7mvHlc="; // cp保存的是由openssl加密后的结果（包括了对密文的base64编码）
String cipher = util.encrypt("key/privateKey.keystore", "hello world");
String recover = util.decrypt("key/publicKey.keystore", cp);
System.out.println("cipher=" + cipher);
System.out.println("recover=" + recover);
}
}

Openssl的rsa算法

    采用openssl的rsa算法实现公私钥加解密，这里由于项目需求，公私钥是使用java生成的，因此需要在密钥的首行和最后一行添加标记，两者对比如下：

--------java private key-------(本行不存在)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--------openssl private key-------(本行不存在)
-----BEGIN RSA PRIVATE KEY-----（存在）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-----END RSA PRIVATE KEY-----

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