RSA加密与解密(Java实现转载)

本文做者：合肥工业大学 管理学院 钱洋 email：1563178220@qq.com 内容可能有不到之处，欢迎交流。

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RSA的应用
RSA是一种非对称加密算法。如今，不少登录表单的密码的都采用RSA加密，例如京东中的登录使用公钥对密码进行加密。

Base64编码
apache.commons-codex包提供了许多编码格式转换，例如Base64。

如下为Base64编码表
使用apache.commons-codex进行Base64对字符串进行编码与解码的程序以下：

package com.qian.encoded;

import org.apache.commons.codec.binary.Base64;

public class Base64Coded {
    public static void main(String[] args) {
        String string = "qianyang123";
        //编码
        String encode = encode(string.getBytes());
        System.out.println(string + "\t编码后的字符串为：" + encode);
        //解码
        String decode = decode(encode.getBytes());
        System.out.println(encode + "\t字符串解码后为：" + decode);
    }
    //base64 解码
    public static String decode(byte[] bytes) {  
        return new String(Base64.decodeBase64(bytes));  
    }  
  
    //base64 编码
    public static String encode(byte[] bytes) {  
        return new String(Base64.encodeBase64(bytes));  
    }  
}

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程序的输出结果为：

qianyang123    编码后的字符串为：cWlhbnlhbmcxMjM=
cWlhbnlhbmcxMjM=    字符串解码后为：qianyang123

RSA加密与解密
使用RSA通常须要产生公钥和私钥，当采用公钥加密时，使用私钥解密；采用私钥加密时，使用公钥解密。如下为Java程序：

package com.qian.encoded;

import org.apache.commons.codec.binary.Base64;
import javax.crypto.Cipher;
import java.security.KeyFactory;
import java.security.KeyPair;
import java.security.KeyPairGenerator;
import java.security.NoSuchAlgorithmException;
import java.security.SecureRandom;
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;

public class RSAEncrypt {
    private static Map<Integer, String> keyMap = new HashMap<Integer, String>();  //用于封装随机产生的公钥与私钥
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        //生成公钥和私钥
        genKeyPair();
        //加密字符串
        String message = "df723820";
        System.out.println("随机生成的公钥为:" + keyMap.get(0));
        System.out.println("随机生成的私钥为:" + keyMap.get(1));
        String messageEn = encrypt(message,keyMap.get(0));
        System.out.println(message + "\t加密后的字符串为:" + messageEn);
        String messageDe = decrypt(messageEn,keyMap.get(1));
        System.out.println("还原后的字符串为:" + messageDe);
    }

    /** 
     * 随机生成密钥对 
     * @throws NoSuchAlgorithmException 
     */  
    public static void genKeyPair() throws NoSuchAlgorithmException {  
        // KeyPairGenerator类用于生成公钥和私钥对，基于RSA算法生成对象  
        KeyPairGenerator keyPairGen = KeyPairGenerator.getInstance("RSA");  
        // 初始化密钥对生成器，密钥大小为96-1024位  
        keyPairGen.initialize(1024,new SecureRandom());  
        // 生成一个密钥对，保存在keyPair中  
        KeyPair keyPair = keyPairGen.generateKeyPair();  
        RSAPrivateKey privateKey = (RSAPrivateKey) keyPair.getPrivate();   // 获得私钥  
        RSAPublicKey publicKey = (RSAPublicKey) keyPair.getPublic();  // 获得公钥  
        String publicKeyString = new String(Base64.encodeBase64(publicKey.getEncoded()));  
        // 获得私钥字符串  
        String privateKeyString = new String(Base64.encodeBase64((privateKey.getEncoded())));  
        // 将公钥和私钥保存到Map
        keyMap.put(0,publicKeyString);  //0表示公钥
        keyMap.put(1,privateKeyString);  //1表示私钥
    }  
    /** 
     * RSA公钥加密 
     *  
     * @param str 
     *            加密字符串
     * @param publicKey 
     *            公钥 
     * @return 密文 
     * @throws Exception 
     *             加密过程当中的异常信息 
     */  
    public static String encrypt( String str, String publicKey ) throws Exception{
        //base64编码的公钥
        byte[] decoded = Base64.decodeBase64(publicKey);
        RSAPublicKey pubKey = (RSAPublicKey) KeyFactory.getInstance("RSA").generatePublic(new X509EncodedKeySpec(decoded));
        //RSA加密
        Cipher cipher = Cipher.getInstance("RSA");
        cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, pubKey);
        String outStr = Base64.encodeBase64String(cipher.doFinal(str.getBytes("UTF-8")));
        return outStr;
    }

    /** 
     * RSA私钥解密
     *  
     * @param str 
     *            加密字符串
     * @param privateKey 
     *            私钥 
     * @return 铭文
     * @throws Exception 
     *             解密过程当中的异常信息 
     */  
    public static String decrypt(String str, String privateKey) throws Exception{
        //64位解码加密后的字符串
        byte[] inputByte = Base64.decodeBase64(str.getBytes("UTF-8"));
        //base64编码的私钥
        byte[] decoded = Base64.decodeBase64(privateKey);  
        RSAPrivateKey priKey = (RSAPrivateKey) KeyFactory.getInstance("RSA").generatePrivate(new PKCS8EncodedKeySpec(decoded));  
        //RSA解密
        Cipher cipher = Cipher.getInstance("RSA");
        cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, priKey);
        String outStr = new String(cipher.doFinal(inputByte));
        return outStr;
    }

}

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在程序中，咱们首先利用genKeyPair()函数生成公钥和私钥并将其保存到Map集合中。而后，基于产生的公钥对明文进行加密。针对已经已经加密的密文，咱们再次使用私钥解密，获得明文。
上述程序的输出结果为：

随机生成的公钥为:MIGfMA0GCSqGSIb3DQEBAQUAA4GNADCBiQKBgQCG77PYUAcCpANyUmsHJfuDIia9FcITsuu9lnfbE2BbEwd4SOxPBFTwEWTZ9/e+mtjP97KFEBohGkwy+VHE5KocypBv0O7YgEevwMgpvxyYY0v104CB/k0yjCFV7lc7FxY5VgEKrMiXTIkMr1ukCnWVvapvRCS6IFcsT/kkjPgfDQIDAQAB 随机生成的私钥为: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 df723820    加密后的字符串为:HRMm2XsytNJjmnZgn+2pFZWyTn56tsp7/yII6jdo3Wb19uy8GFtFujMekcUWqwFsO9vbvUOyD21MgI85BOtD7tsHHlj5xdtPiFEHkY1qiWIHTPpxA+WICSlw9ZY4zY0IaoxhrMAb8c9ohsrbBbyGcmUSFFdZq8CuPfj99IDLLic= 还原后的字符串为:df723820