Java RSA加密解密及签名验证

逃离我推掉我的手 2024-04-06 14:44 94阅读 0赞

### 一、简介 ###

***RSA公开密钥密码体制是一种使用不同的加密密钥与解密密钥，在公开密钥密码体制中，加密密钥（即公开密钥）PK是公开信息，而解密密钥（即秘密密钥）SK是需要保密的。加密算法E和解密算法D也都是公开的。虽然解密密钥SK是由公开密钥PK决定的，但却不能根据PK计算出SK。  
正是基于这种理论，1978年出现了著名的RSA算法，它通常是先生成一对RSA密钥，其中之一是保密密钥，由用户保存；另一个为公开密钥，可对外公开，甚至可在网络服务器中注册。为提高保密强度，RSA密钥至少为500位长。这就使加密的计算量很大。为减少计算量，在传送信息时，常采用传统加密方法与公开密钥加密方法相结合的方式，即信息采用改进的DES或IDEA对话密钥加密，然后使用RSA密钥加密对话密钥和信息摘要。对方收到信息后，用不同的密钥解密并可核对信息摘要 。  
RSA是被研究得最广泛的公钥算法，从提出到现在已近三十年，经历了各种攻击的考验，逐渐为人们接受，普遍认为是目前最优秀的公钥方案之一。***

### 二、应用 ###

1、密匙生成器，自动生成gongshi公钥和私钥，其中1024为密匙大小，密钥可以设置的范围是96-1024

>     keyPairGen.initialize(1024,new SecureRandom());

2、公钥加密，先获取公钥publicKey，进行cipher初始化，对data进行加密。

>     cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, publicKey);
>         Base64.getEncoder().encodeToString(cipher.doFinal(data.getBytes("UTF-8")));

3、私钥解密，先获取私钥privateKey，进行cipher初始化，对data进行转换，在进行解密。

>     cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, privateKey);
>         byte[] inputByte = Base64.getDecoder().decode(data.getBytes("UTF-8"));
>         new String(cipher.doFinal(inputByte),"UTF-8");

### 三、代码 ###

**1、运行代码：**

package demo;
    
    import java.nio.charset.StandardCharsets;
    import java.security.Key;
    import java.security.KeyPair;
    import java.security.KeyPairGenerator;
    import java.security.PrivateKey;
    import java.security.PublicKey;
    import java.security.SecureRandom;
    import java.security.Signature;
    import java.util.Base64;
    
    import javax.crypto.Cipher;
    
    
    public class RSAUtil {
        
    
    	//自动创建生成公钥和私钥对（RSA算法）
    	public static KeyPair getKeyPair() throws Exception {
        
    	    KeyPairGenerator keyPairGen = KeyPairGenerator.getInstance("RSA");		  
    	    keyPairGen.initialize(1024,new SecureRandom());
    	    KeyPair keyPair = keyPairGen.generateKeyPair();
    	    return keyPair;
    	}
    
    	//公钥加密
    	public static String encryption(String data, Key publicKey) throws Exception{
        
            Cipher cipher = Cipher.getInstance("RSA");
            cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, publicKey);
            String information = Base64.getEncoder().encodeToString(cipher.doFinal(data.getBytes("UTF-8")));
            return information;
        }
    	
    	//私钥解密
    	 public static String decrypt(String data, Key privateKey) throws Exception{
             
            Cipher cipher = Cipher.getInstance("RSA");
            cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, privateKey);
            byte[] inputByte = Base64.getDecoder().decode(data.getBytes("UTF-8"));
            String information = new String(cipher.doFinal(inputByte),"UTF-8");
            return information;
        }
    	 
    	//私钥生成签名 
    	public static String sign(String data, PrivateKey privateKey) throws Exception {
        
    	    Signature signature = Signature.getInstance("SHA256withRSA");
    	    signature.initSign(privateKey);
    	    signature.update(data.getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
    	    byte[] inputByte = signature.sign();
    	    return Base64.getEncoder().encodeToString(inputByte);
    	}
    	
    	//公钥验证签名
    	public static boolean validate(String data, String sign, PublicKey publicKey) throws Exception {
        
    	     Signature signature = Signature.getInstance("SHA256withRSA");
    	     signature.initVerify(publicKey);
    	     signature.update(data.getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
    	     byte[] inputByte = Base64.getDecoder().decode(sign);
    	     return signature.verify(inputByte);
    	 }
    	 
    	 
    
    	public static void main(String[] args) throws Exception {
        
    		System.out.println("====================================================================");
    		   
    	    KeyPair keyPair = getKeyPair();
    	    PublicKey publicKey =  keyPair.getPublic();
    	    PrivateKey privateKey = keyPair.getPrivate();
    	    
    	    String data0 = "RSA加密解密成功！";
    	    System.out.println("==公钥:"+keyPair.getPublic());
    	    System.out.println("==私钥:"+keyPair.getPrivate());
    	    
    	    System.out.println("加密前数据:"+data0);
    	    
    	    String data1 = encryption(data0,publicKey);
    	    System.out.println("加密后数据:"+data1);
    	    
    	    String messageDe = decrypt(data1,privateKey);
    	    System.out.println("解密后数据:"+messageDe);
    	    
    	    String sign = sign(data0, keyPair.getPrivate());
    		boolean validate = validate(data0,sign, keyPair.getPublic());
    		System.out.println("校验通过:"+validate);
    	    System.out.println("====================================================================");
    
    	}
    
    }

**运行结果：**  
![在这里插入图片描述][ab63deb49f3b4e9eb3a818fa1309ead3.png]

[ab63deb49f3b4e9eb3a818fa1309ead3.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/06/f015d54593d04e3d91eeec8eb654f3e3.png