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java RSA加密解密

Posted on 2012-05-19 16:54 IceWee 阅读(37158) 评论(7)  编辑  收藏 所属分类: Java加解密
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:
Exception in thread "main" javax.crypto.IllegalBlockSizeException: Data must not be longer than 117 bytes
    at com
.sun.crypto.provider.RSACipher.a(DashoA13*..)
    at com
.sun.crypto.provider.RSACipher.engineDoFinal(DashoA13*..)
    at javax
.crypto.Cipher.doFinal(DashoA13*..)


RSAUtils.java
package security;

import java.io.ByteArrayOutputStream;
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;

/**
 * <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;

    
/**
     * <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;
    }

    
    
/**
     * <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 = Base64Utils.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 Base64Utils.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 = Base64Utils.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(Base64Utils.decode(sign));
    }


    
/**
     * <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 = Base64Utils.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 = Base64Utils.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;
    }


    
/**
     * <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 = Base64Utils.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>
     * 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 = Base64Utils.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>
     * 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 Base64Utils.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 Base64Utils.encode(key.getEncoded());
    }


}



Base64Utils.java
package security;

import java.io.ByteArrayInputStream;
import java.io.ByteArrayOutputStream;
import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;

import it.sauronsoftware.base64.Base64;

/**
* <p>
* BASE64编码解码工具包
* </p>
* <p>
* 依赖javabase64-1.3.1.jar
* </p>
*
*
@author IceWee
* @date 2012-5-19
*
@version 1.0
*/

public class Base64Utils {

   
/**
     * 文件读取缓冲区大小
    
*/

   
private static final int CACHE_SIZE = 1024;
   
   
/**
     * <p>
     * BASE64字符串解码为二进制数据
     * </p>
     *
     *
@param base64
     *
@return
     *
@throws Exception
    
*/

   
public static byte[] decode(String base64) throws Exception {
       
return Base64.decode(base64.getBytes());
    }

   
   
/**
     * <p>
     * 二进制数据编码为BASE64字符串
     * </p>
     *
     *
@param bytes
     *
@return
     *
@throws Exception
    
*/

   
public static String encode(byte[] bytes) throws Exception {
       
return new String(Base64.encode(bytes));
    }

   
   
/**
     * <p>
     * 将文件编码为BASE64字符串
     * </p>
     * <p>
     * 大文件慎用,可能会导致内存溢出
     * </p>
     *
     *
@param filePath 文件绝对路径
     *
@return
     *
@throws Exception
    
*/

   
public static String encodeFile(String filePath) throws Exception {
       
byte[] bytes = fileToByte(filePath);
       
return encode(bytes);
    }

   
   
/**
     * <p>
     * BASE64字符串转回文件
     * </p>
     *
     *
@param filePath 文件绝对路径
     *
@param base64 编码字符串
     *
@throws Exception
    
*/

   
public static void decodeToFile(String filePath, String base64) throws Exception {
       
byte[] bytes = decode(base64);
        byteArrayToFile(bytes, filePath);
    }

   
   
/**
     * <p>
     * 文件转换为二进制数组
     * </p>
     *
     *
@param filePath 文件路径
     *
@return
     *
@throws Exception
    
*/

   
public static byte[] fileToByte(String filePath) throws Exception {
       
byte[] data = new byte[0];
        File file
= new File(filePath);
       
if (file.exists()) {
            FileInputStream in
= new FileInputStream(file);
            ByteArrayOutputStream out
= new ByteArrayOutputStream(2048);
           
byte[] cache = new byte[CACHE_SIZE];
           
int nRead = 0;
           
while ((nRead = in.read(cache)) != -1) {
                out.write(cache,
0, nRead);
                out.flush();
            }

            out.close();
            in.close();
            data
= out.toByteArray();
         }

       
return data;
    }

   
   
/**
     * <p>
     * 二进制数据写文件
     * </p>
     *
     *
@param bytes 二进制数据
     *
@param filePath 文件生成目录
    
*/

   
public static void byteArrayToFile(byte[] bytes, String filePath) throws Exception {
        InputStream in
= new ByteArrayInputStream(bytes);  
        File destFile
= new File(filePath);
       
if (!destFile.getParentFile().exists()) {
            destFile.getParentFile().mkdirs();
        }

        destFile.createNewFile();
        OutputStream out
= new FileOutputStream(destFile);
       
byte[] cache = new byte[CACHE_SIZE];
       
int nRead = 0;
       
while ((nRead = in.read(cache)) != -1) {  
            out.write(cache,
0, nRead);
            out.flush();
        }

        out.close();
        in.close();
    }

   
   
}



RSATester.java
package security;

import java.util.Map;

public class RSATester {

   
static String publicKey;
   
static String privateKey;

   
static {
       
try {
            Map
<String, Object> keyMap = RSAUtils.genKeyPair();
            publicKey
= RSAUtils.getPublicKey(keyMap);
            privateKey
= RSAUtils.getPrivateKey(keyMap);
            System.err.println(
"公钥: \n\r" + publicKey);
            System.err.println(
"私钥: \n\r" + privateKey);
        }
catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }

    }

   
   
public static void main(String[] args) throws Exception {
        test();
        testSign();
    }


   
static void test() throws Exception {
        System.err.println(
"公钥加密——私钥解密");
        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?";
        System.out.println(
"\r加密前文字:\r\n" + source);
       
byte[] data = source.getBytes();
       
byte[] encodedData = RSAUtils.encryptByPublicKey(data, publicKey);
        System.out.println(
"加密后文字:\r\n" + new String(encodedData));
       
byte[] decodedData = RSAUtils.decryptByPrivateKey(encodedData, privateKey);
        String target
= new String(decodedData);
        System.out.println(
"解密后文字: \r\n" + target);
    }


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

   
}

Feedback

# re: java RSA加密解密  回复  更多评论   

2012-11-15 12:12 by yours
楼主不厚道,import it.sauronsoftware.base64.Base64;在哪儿?

# re: java RSA加密解密  回复  更多评论   

2012-11-15 21:53 by IceWee
@yours
自己下载一下吧!百度一下javabase64-1.3.1.jar!GCD不给力,谷歌被和谐了,诅咒一下!~

# re: java RSA加密解密[未登录]  回复  更多评论   

2013-05-05 12:08 by Alan
很不错,不过Base64的那个其实可以直接用common-codec里面的工具,没必要自己写一份了,呵呵

# re: java RSA加密解密  回复  更多评论   

2013-07-22 20:02 by Juwend
如果被加密的明文使用

String ming = ((char) 134) + "";

即使用asc码大于127或者小于0的这种字符组成字符串
加密之后再解密
拿明文ming对比解密的数据,使用equal方法,会得到false,意思就是加解密肯定出了问题,我目测应该是加密的时候出的问题
这种问题如何解决,谢谢!

# re: java RSA加密解密  回复  更多评论   

2014-06-03 15:08 by roby
数据量大了 如10M 那么无法加密和解密了

# re: java RSA加密解密  回复  更多评论   

2014-08-27 15:06 by kaifa
我把数据加密存储到本地,然后退出程序,再次进入程序,对读取到保存的加密字符串,然后解密,这是后解密就会出乱码问题。。可能是因为每次产生的privatekey都不同导致的,怎么解决?LZ

# re: java RSA加密解密  回复  更多评论   

2015-12-06 02:30 by 张翰
没有主函数?

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