rsa加解密的内容超长的问题解决

一. 现象：

     有一段老代码用来加密的，可是在使用key A的时候，抛出了异常： javax.crypto.IllegalBlockSizeException: Data must not be longer than 117 bytes。 老代码已经作了分段的加密，应该是已经考虑了加密长度的问题才对。换了另外一个线上代码中的key B，正常加密没有异常。

二. 解决：

     老代码以下：

private static String  encryptByPublicKey(String plainText , String publicKey)  throws Exception {
  int MAX_ENCRYPT_BLOCK =  128 ;
  byte[] data = plainText.getBytes( "utf-8") ;
  Key e = RSASignature. getPublicKey(publicKey) ;
  //  对数据加密
  Cipher cipher = Cipher. getInstance( "RSA") ;
  cipher.init(Cipher. ENCRYPT_MODE , e) ;
  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 Base64. encodeBase64String(encryptedData) ;

}

     将 MAX_ENCRYPT_BLOCK值换为64就解决了问题。按报错提示的改成117也能够，不过为了凑整，选择了64。

三. 缘由：

     实际使用RSA加解密算法一般有两种不一样的方式，一种是使用对称密钥（好比 AES/ DES等加解密方法）加密数据，而后使用非对称密钥（RSA加解密密钥）加密对称密钥；另外一种是直接使用非对称密钥加密数据。第一种方式安全性高，复杂度也高，不存在加密数据长度限制问题，第二种方式安全性差一些，复杂度低，可是存在加密数据限制问题（即便用非对称密钥加密数据时，一次加密的数据长度是（密钥长度／8-11））。

     目前双方约定的方式为第二种方式，而对应于本次抛错的密钥，key长度为1024位，1024/8 - 11 = 117，因此一次加密内容不能超过117bytes。另外一个密钥没有问题，由于key的长度为2048位， 2048 /8 - 11 = 245， 一次加密内容不能超过 245 bytes。而分段加密代码中用128为单位分段，从而使得一个密钥报错，另外一个不报错。

四.扩展：

1. 为何一次加密的数据长度为 （密钥长度／8-11） ？
   网上有说明文长度小于等于密钥长度（Bytes）-11，这说法自己不太准确，会给人感受RSA 1024只能加密117字节长度明文。实际上，RSA算法自己要求加密内容也就是明文长度m必须0<m<n，也就是说内容这个大整数不能超过n，不然就出错。那么若是m=0是什么结果？广泛RSA加密器会直接返回全0结果。若是m>n，因为 m ^e  ≡ c (mod n) ，c为密文，m为明文，e和n组成公钥，显然当m>n时，m与m-n得出的密文同样，没法解密，运算就会出错。
   因此，RSA 1024 实际可加密的明文长度最大也是1024bits，但问题就来了：

   若是小于这个长度怎么办？就须要进行padding，由于若是没有padding，用户没法确分解密后内容的真实长度，字符串之类的内容问题还不大，以0做为结束符，但对二进制数据就很难理解，由于不肯定后面的0是内容仍是内容结束符。

   只要用到padding，那么就要占用实际的明文长度，因而才有117字节的说法。咱们通常使用的padding标准有NoPPadding、OAEPPadding、PKCS1Padding等，其中PKCS#1建议的padding就占用了11个字节。

   若是大于这个长度怎么办？不少算法的padding每每是在后边的，但PKCS的padding则是在前面的，此为有意设计，有意的把第一个字节置0以确保m的值小于n。

   这样，128字节（1024bits）-减去11字节正好是117字节，但对于RSA加密来说，padding也是参与加密的，因此，依然按照1024bits去理解，但实际的明文只有117字节了。

   关于PKCS#1 padding规范可参考：RFC2313 chapter 8.1，咱们在把明文送给RSA加密器前，要确认这个值是否是大于n，也就是若是接近n位长，那么须要先padding再分段加密。除非咱们是“定长定量本身可控可理解”的加密不须要padding。
2. 为何有不一样长度的key？
   看一下密钥的生成过程：
   第一步，随机选择两个不相等的质数p和q。
   第二步，计算p和q的乘积n。n即密钥长度。
   第三步，计算n的欧拉函数φ(n)。
   第四步，随机选择一个整数e，条件是1< e < φ(n)，且e与φ(n) 互质。
   第五步，计算e对于φ(n)的模反元素d。
   第六步，将n和e封装成公钥，n和d封装成私钥。
   加密（c为密文，m为明文）： 　　m ^e  ≡ c (mod n)
   解密 （c为密文，m为明文） ： 　　c ^d  ≡ m (mod n)
   对极大整数作因数分解（由n,e推出d）的难度决定了RSA算法的可靠性。换言之，对一极大整数作因数分解愈困难，RSA算法愈可靠。假若有人找到一种快速因数分解的算法，那么RSA的可靠性就会极度降低。但找到这样的算法的可能性是很是小的。今天只有短的RSA密钥才可能被暴力破解。只要密钥长度足够长，用RSA加密的信息其实是不能被解破的。目前通常为1024 bit以上的密钥，推荐2048 bit以上。
3. 对称加密vs分对称加密？
   对称加密是最快速、最简单的一种加密方式，加密（encryption）与解密（decryption）用的是一样的密钥（secret key）。对称加密有不少种算法，因为它效率很高，因此被普遍使用在不少加密协议的核心当中。对称加密一般使用的是相对较小的密钥，通常小于256 bit。由于密钥越大，加密越强，但加密与解密的过程越慢。密钥的大小既要照顾到安全性，也要照顾到效率，是一个trade-off。对称加密的一大缺点是密钥的管理与分配。
   非对称加密为数据的加密与解密提供了一个很是安全的方法，它使用了一对密钥，公钥（public key）和私钥（private key）。私钥只能由一方安全保管，不能外泄，而公钥则能够发给任何请求它的人。非对称加密使用这对密钥中的一个进行加密，而解密则须要另外一个密钥。虽然非对称加密很安全，可是和对称加密比起来，它很是的慢。

   将二者结合起来，将对称加密的密钥使用非对称加密的公钥进行加密，而后发送出去，接收方使用私钥进行解密获得对称加密的密钥，而后双方可使用对称加密来进行沟通。

五.结论：

     优先选择方案：使用对称密钥（好比 AES/ DES等加解密方法）加密数据，而后使用非对称密钥（RSA加解密密钥）加密对称密钥。原问题中因为双方约定了非对称加密的方式，因此用分段加密来解决了问题，可是能够知道这样是比较低效的。