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java RSA 加密 解密

程序员文章站 2022-07-04 16:44:12
...
该工具类中用到了BASE64,需要借助第三方类库:javabase64-1.3.1.jar

注意:
RSA加密明文最大长度117字节,解密要求密文最大长度为128字节,所以在加密和解密的过程中需要分块进行。
RSA加密对明文的长度是有限制的,如果加密数据过大会抛出如下
异常:
java RSA 加密 解密
            
    
    博客分类: rsa javarsa Exception in thread "main" javax.crypto.IllegalBlockSizeException: Data must not be longer than 117 bytes
java RSA 加密 解密
            
    
    博客分类: rsa javarsa     at com.sun.crypto.provider.RSACipher.a(DashoA13*..)
java RSA 加密 解密
            
    
    博客分类: rsa javarsa     at com.sun.crypto.provider.RSACipher.engineDoFinal(DashoA13*..)
java RSA 加密 解密
            
    
    博客分类: rsa javarsa     at javax.crypto.Cipher.doFinal(DashoA13*..)
修改后的:
import java.io.ByteArrayOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.security.Key;
import java.security.KeyFactory;
import java.security.KeyPair;
import java.security.KeyPairGenerator;
import java.security.PrivateKey;
import java.security.PublicKey;
import java.security.Signature;
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.Cipher;

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

/**
 * <p>
 * RSA公钥/私钥/签名工具包
 * </p>
 * <p>
 * 罗纳德·李维斯特(Ron [R]ivest)、阿迪·萨莫尔(Adi [S]hamir)和伦纳德·阿德曼(Leonard [A]dleman)
 * </p>
 * <p>
 * 字符串格式的密钥在未在特殊说明情况下都为BASE64编码格式<br/>
 * 由于非对称加密速度极其缓慢,一般文件不使用它来加密而是使用对称加密,<br/>
 * 非对称加密算法可以用来对对称加密的密钥加密,这样保证密钥的安全也就保证了数据的安全
 * </p>
 * 
 * @author IceWee
 * @date 2012-4-26
 * @version 1.0
 */
public class RSAUtils {

    /**
     * 加密算法RSA
     */
    public static final String KEY_ALGORITHM = "RSA";
    
    /**
     * 签名算法
     */
    public static final String SIGNATURE_ALGORITHM = "MD5withRSA";

    /**
     * 获取公钥的key
     */
    private static final String PUBLIC_KEY = "RSAPublicKey";
    
    /**
     * 获取私钥的key
     */
    private static final String PRIVATE_KEY = "RSAPrivateKey";
    
    /**
     * RSA最大加密明文大小
     */
    private static final int MAX_ENCRYPT_BLOCK = 117;
    
    /**
     * RSA最大解密密文大小
     */
    private static final int MAX_DECRYPT_BLOCK = 128;
    
    /**
     * BASE64Decoder
     */
    private static BASE64Decoder decoder;
    /**
     * BASE64Encoder
     */
    private static BASE64Encoder encoder;
    
    /**
     *  Created on 2013-5-31 
     * <p>Discription:解码</p>
     * @author:
     * @update:[日期YYYY-MM-DD] [更改人姓名]
     * @return byte[]
     */
    public static byte[] decode(String s) throws IOException{
    	return getBASE64Decoder().decodeBuffer(s);
    }
    
    /**
     * <P>
     * 私钥解密
     * </p>
     * 
     * @param encryptedData 已加密数据
     * @param privateKey 私钥(BASE64编码)
     * @return
     * @throws Exception
     */
    public static byte[] decryptByPrivateKey(byte[] encryptedData, String privateKey)
            throws Exception {
        byte[] keyBytes = decode(privateKey);
        PKCS8EncodedKeySpec pkcs8KeySpec = new PKCS8EncodedKeySpec(keyBytes);
        KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance(KEY_ALGORITHM);
        Key privateK = keyFactory.generatePrivate(pkcs8KeySpec);
        Cipher cipher = Cipher.getInstance(keyFactory.getAlgorithm());
        cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, privateK);
        int inputLen = encryptedData.length;
        ByteArrayOutputStream out = new ByteArrayOutputStream();
        int offSet = 0;
        byte[] cache;
        int i = 0;
        // 对数据分段解密
        while (inputLen - offSet > 0) {
            if (inputLen - offSet > MAX_DECRYPT_BLOCK) {
                cache = cipher.doFinal(encryptedData, offSet, MAX_DECRYPT_BLOCK);
            } else {
                cache = cipher.doFinal(encryptedData, offSet, inputLen - offSet);
            }
            out.write(cache, 0, cache.length);
            i++;
            offSet = i * MAX_DECRYPT_BLOCK;
        }
        byte[] decryptedData = out.toByteArray();
        out.close();
        return decryptedData;
    }
    /**
     * <p>
     * 公钥解密
     * </p>
     * 
     * @param encryptedData 已加密数据
     * @param publicKey 公钥(BASE64编码)
     * @return
     * @throws Exception
     */
    public static byte[] decryptByPublicKey(byte[] encryptedData, String publicKey)
            throws Exception {
        byte[] keyBytes = decode(publicKey);
        X509EncodedKeySpec x509KeySpec = new X509EncodedKeySpec(keyBytes);
        KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance(KEY_ALGORITHM);
        Key publicK = keyFactory.generatePublic(x509KeySpec);
        Cipher cipher = Cipher.getInstance(keyFactory.getAlgorithm());
        cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, publicK);
        int inputLen = encryptedData.length;
        ByteArrayOutputStream out = new ByteArrayOutputStream();
        int offSet = 0;
        byte[] cache;
        int i = 0;
        // 对数据分段解密
        while (inputLen - offSet > 0) {
            if (inputLen - offSet > MAX_DECRYPT_BLOCK) {
                cache = cipher.doFinal(encryptedData, offSet, MAX_DECRYPT_BLOCK);
            } else {
                cache = cipher.doFinal(encryptedData, offSet, inputLen - offSet);
            }
            out.write(cache, 0, cache.length);
            i++;
            offSet = i * MAX_DECRYPT_BLOCK;
        }
        byte[] decryptedData = out.toByteArray();
        out.close();
        return decryptedData;
    }

    /**
     *  Created on 2013-5-31 
     * <p>Discription:编码</p>
     * @author:
     * @update:[日期YYYY-MM-DD] [更改人姓名]
     * @return String
     */
    public static String encode(byte[] b){
    	return getBASE64Encoder().encodeBuffer(b);
    }
    
    /**
     * <p>
     * 私钥加密
     * </p>
     * 
     * @param data 源数据
     * @param privateKey 私钥(BASE64编码)
     * @return
     * @throws Exception
     */
    public static byte[] encryptByPrivateKey(byte[] data, String privateKey)
            throws Exception {
        byte[] keyBytes = decode(privateKey);
        PKCS8EncodedKeySpec pkcs8KeySpec = new PKCS8EncodedKeySpec(keyBytes);
        KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance(KEY_ALGORITHM);
        Key privateK = keyFactory.generatePrivate(pkcs8KeySpec);
        Cipher cipher = Cipher.getInstance(keyFactory.getAlgorithm());
        cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, privateK);
        int inputLen = data.length;
        ByteArrayOutputStream out = new ByteArrayOutputStream();
        int offSet = 0;
        byte[] cache;
        int i = 0;
        // 对数据分段加密
        while (inputLen - offSet > 0) {
            if (inputLen - offSet > MAX_ENCRYPT_BLOCK) {
                cache = cipher.doFinal(data, offSet, MAX_ENCRYPT_BLOCK);
            } else {
                cache = cipher.doFinal(data, offSet, inputLen - offSet);
            }
            out.write(cache, 0, cache.length);
            i++;
            offSet = i * MAX_ENCRYPT_BLOCK;
        }
        byte[] encryptedData = out.toByteArray();
        out.close();
        return encryptedData;
    }
    
    /**
     * <p>
     * 公钥加密
     * </p>
     * 
     * @param data 源数据
     * @param publicKey 公钥(BASE64编码)
     * @return
     * @throws Exception
     */
    public static byte[] encryptByPublicKey(byte[] data, String publicKey)
            throws Exception {
        byte[] keyBytes = decode(publicKey);
        X509EncodedKeySpec x509KeySpec = new X509EncodedKeySpec(keyBytes);
        KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance(KEY_ALGORITHM);
        Key publicK = keyFactory.generatePublic(x509KeySpec);
        // 对数据加密
        Cipher cipher = Cipher.getInstance(keyFactory.getAlgorithm());
        cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, publicK);
        int inputLen = data.length;
        ByteArrayOutputStream out = new ByteArrayOutputStream();
        int offSet = 0;
        byte[] cache;
        int i = 0;
        // 对数据分段加密
        while (inputLen - offSet > 0) {
            if (inputLen - offSet > MAX_ENCRYPT_BLOCK) {
                cache = cipher.doFinal(data, offSet, MAX_ENCRYPT_BLOCK);
            } else {
                cache = cipher.doFinal(data, offSet, inputLen - offSet);
            }
            out.write(cache, 0, cache.length);
            i++;
            offSet = i * MAX_ENCRYPT_BLOCK;
        }
        byte[] encryptedData = out.toByteArray();
        out.close();
        return encryptedData;
    }
    
    /**
     * <p>
     * 生成密钥对(公钥和私钥)
     * </p>
     * 
     * @return
     * @throws Exception
     */
    public static Map<String, Object> genKeyPair() throws Exception {
        KeyPairGenerator keyPairGen = KeyPairGenerator.getInstance(KEY_ALGORITHM);
        keyPairGen.initialize(1024);
        KeyPair keyPair = keyPairGen.generateKeyPair();
        RSAPublicKey publicKey = (RSAPublicKey) keyPair.getPublic();
        RSAPrivateKey privateKey = (RSAPrivateKey) keyPair.getPrivate();
        Map<String, Object> keyMap = new HashMap<String, Object>(2);
        keyMap.put(PUBLIC_KEY, publicKey);
        keyMap.put(PRIVATE_KEY, privateKey);
        return keyMap;
    }

    /**
     *  Created on 2013-5-31 
     * <p>Discription:取得BASE64Decoder</p>
     * @author:
     * @update:[日期YYYY-MM-DD] [更改人姓名]
     * @return BASE64Decoder
     */
    public static BASE64Decoder getBASE64Decoder(){
    	if(decoder == null){
    		decoder = new BASE64Decoder();
    	}
    	return decoder;
    }

    /**
     *  Created on 2013-5-31 
     * <p>Discription:取得BASE64Encoder</p>
     * @author:
     * @update:[日期YYYY-MM-DD] [更改人姓名]
     * @return BASE64Decoder
     */
    public static BASE64Encoder getBASE64Encoder(){
    	if(encoder == null){
    		encoder = new BASE64Encoder();
    	}
    	return encoder;
    }

    /**
     * <p>
     * 获取私钥
     * </p>
     * 
     * @param keyMap 密钥对
     * @return
     * @throws Exception
     */
    public static String getPrivateKey(Map<String, Object> keyMap)
            throws Exception {
        Key key = (Key) keyMap.get(PRIVATE_KEY);
        return encode(key.getEncoded());
    }

    /**
     * <p>
     * 获取公钥
     * </p>
     * 
     * @param keyMap 密钥对
     * @return
     * @throws Exception
     */
    public static String getPublicKey(Map<String, Object> keyMap)
            throws Exception {
        Key key = (Key) keyMap.get(PUBLIC_KEY);
        return encode(key.getEncoded());
    }

    /**
     * <p>
     * 用私钥对信息生成数字签名
     * </p>
     * 
     * @param data 已加密数据
     * @param privateKey 私钥(BASE64编码)
     * 
     * @return
     * @throws Exception
     */
    public static String sign(byte[] data, String privateKey) throws Exception {
        byte[] keyBytes = decode(privateKey);
        PKCS8EncodedKeySpec pkcs8KeySpec = new PKCS8EncodedKeySpec(keyBytes);
        KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance(KEY_ALGORITHM);
        PrivateKey privateK = keyFactory.generatePrivate(pkcs8KeySpec);
        Signature signature = Signature.getInstance(SIGNATURE_ALGORITHM);
        signature.initSign(privateK);
        signature.update(data);
        return encode(signature.sign());
    }

    /**
     * <p>
     * 校验数字签名
     * </p>
     * 
     * @param data 已加密数据
     * @param publicKey 公钥(BASE64编码)
     * @param sign 数字签名
     * 
     * @return
     * @throws Exception
     * 
     */
    public static boolean verify(byte[] data, String publicKey, String sign)
            throws Exception {
        byte[] keyBytes = decode(publicKey);
        X509EncodedKeySpec keySpec = new X509EncodedKeySpec(keyBytes);
        KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance(KEY_ALGORITHM);
        PublicKey publicK = keyFactory.generatePublic(keySpec);
        Signature signature = Signature.getInstance(SIGNATURE_ALGORITHM);
        signature.initVerify(publicK);
        signature.update(data);
        return signature.verify(decode(sign));
    }

}
 

RSATester.java
java RSA 加密 解密
            
    
    博客分类: rsa javarsa package security;
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    博客分类: rsa javarsa 
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    博客分类: rsa javarsa import java.util.Map;
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    博客分类: rsa javarsa 
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    博客分类: rsa javarsa public class RSATester {
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    博客分类: rsa javarsa 
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    博客分类: rsa javarsa     static String publicKey;
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    博客分类: rsa javarsa     static String privateKey;
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    博客分类: rsa javarsa 
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    博客分类: rsa javarsa     static {
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    博客分类: rsa javarsa         try {
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    博客分类: rsa javarsa             Map<String, Object> keyMap = RSAUtils.genKeyPair();
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    博客分类: rsa javarsa             publicKey = RSAUtils.getPublicKey(keyMap);
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    博客分类: rsa javarsa             privateKey = RSAUtils.getPrivateKey(keyMap);
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    博客分类: rsa javarsa             System.err.println("公钥: \n\r" + publicKey);
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    博客分类: rsa javarsa             System.err.println("私钥: \n\r" + privateKey);
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    博客分类: rsa javarsa         }
 catch (Exception e) {
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    博客分类: rsa javarsa             e.printStackTrace();
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    博客分类: rsa javarsa         }

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    博客分类: rsa javarsa     }

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    博客分类: rsa javarsa     
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    博客分类: rsa javarsa     public static void main(String[] args) throws Exception {
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    博客分类: rsa javarsa         test();
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    博客分类: rsa javarsa         testSign();
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    博客分类: rsa javarsa     }

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    博客分类: rsa javarsa 
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    博客分类: rsa javarsa     static void test() throws Exception {
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    博客分类: rsa javarsa         System.err.println("公钥加密——私钥解密");
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    博客分类: rsa javarsa         String source = "这是一行没有任何意义的文字,你看完了等于没看,不是吗?";
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    博客分类: rsa javarsa         System.out.println("\r加密前文字:\r\n" + source);
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    博客分类: rsa javarsa         byte[] data = source.getBytes();
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    博客分类: rsa javarsa         byte[] encodedData = RSAUtils.encryptByPublicKey(data, publicKey);
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    博客分类: rsa javarsa         System.out.println("加密后文字:\r\n" + new String(encodedData));
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    博客分类: rsa javarsa         byte[] decodedData = RSAUtils.decryptByPrivateKey(encodedData, privateKey);
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    博客分类: rsa javarsa         String target = new String(decodedData);
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    博客分类: rsa javarsa         System.out.println("解密后文字: \r\n" + target);
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    博客分类: rsa javarsa     }

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    博客分类: rsa javarsa 
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    博客分类: rsa javarsa     static void testSign() throws Exception {
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    博客分类: rsa javarsa         System.err.println("私钥加密——公钥解密");
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    博客分类: rsa javarsa         String source = "这是一行测试RSA数字签名的无意义文字";
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    博客分类: rsa javarsa         System.out.println("原文字:\r\n" + source);
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    博客分类: rsa javarsa         byte[] data = source.getBytes();
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    博客分类: rsa javarsa         byte[] encodedData = RSAUtils.encryptByPrivateKey(data, privateKey);
java RSA 加密 解密
            
    
    博客分类: rsa javarsa         System.out.println("加密后:\r\n" + new String(encodedData));
java RSA 加密 解密
            
    
    博客分类: rsa javarsa         byte[] decodedData = RSAUtils.decryptByPublicKey(encodedData, publicKey);
java RSA 加密 解密
            
    
    博客分类: rsa javarsa         String target = new String(decodedData);
java RSA 加密 解密
            
    
    博客分类: rsa javarsa         System.out.println("解密后: \r\n" + target);
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    博客分类: rsa javarsa         System.err.println("私钥签名——公钥验证签名");
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    博客分类: rsa javarsa         String sign = RSAUtils.sign(encodedData, privateKey);
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    博客分类: rsa javarsa         System.err.println("签名:\r" + sign);
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    博客分类: rsa javarsa         boolean status = RSAUtils.verify(encodedData, publicKey, sign);
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    博客分类: rsa javarsa         System.err.println("验证结果:\r" + status);
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    博客分类: rsa javarsa     }

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    博客分类: rsa javarsa     
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    博客分类: rsa javarsa }
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