Java加密算法—非对称加密
目录
- 1、概述
- 2、对称加密、解密实现
1、概述
与对称加密算法不同，非对称加密算法需要两个密钥：公开密钥(publickey) 和私有密钥(privatekey)，公开密钥和私有密钥是一对，如果用公开密钥加密需要私有密钥解密，反之用私有密钥加密需要公开密钥解密，因为加密和解密使用的是两个不同的密钥，所以这种算法叫作非对称加密算法。
特点：
- 加密和解密使用不同的密钥。
- 如果使用私钥加密, 只能使用公钥解密。
- 如果使用公钥加密, 只能使用私钥解密。
- 安全级别高，处理数据的速度较慢。
注意：
理论上私钥是可以推导出公钥的，公钥无法推导出私钥。
私钥中获取公钥测试地址：http://tool.chacuo.net/cryptgetpubkey
2、对称加密、解密实现
将非对称加密的两种方式进行封装处理，达到一套代码实现两种加密方式，代码可以直进行使用。
public class AsymmetricTest { private final static String RSA = "RSA"; public static void main(String[] args) { // 加密密文 String input = "key=85CD019515D14B91AD942787532314FF&startTime=1629431243245&endTime=1660967243244"; // 生成密钥对文件,在实际开发中，根据实际需求生成文件位置 String pubPath = "C:\\Users\\Desktop\\publicKey.pub"; String priPath = "C:\\Users\\Desktop\\privateKey.pri"; // 生成公钥和私钥文件，并且打印公钥的字符串和私钥字符串 generateKeyPair(pubPath, priPath); System.out.println("\n==============================================\n"); // 从文件中加载密钥 PublicKey publicKey = loadPublicKeyFromFile(pubPath); PrivateKey privateKey = loadPrivateKeyFromFile(priPath); // 公钥加密，私钥解密 String encrypted = encryptByAsymmetric(input, publicKey); System.out.println("非对称RSA-公钥加密:" + encrypted); System.out.println("非对称RSA-私钥解密:" + decryptByAsymmetric(encrypted, privateKey)); System.out.println("\n==============================================\n"); // 私钥加密，公钥解密 String encrypted2 = encryptByAsymmetric(input, privateKey); System.out.println("非对称RSA-私钥加密:" + encrypted2); System.out.println("非对称RSA-公钥解密:" + decryptByAsymmetric(encrypted2, publicKey)); } /** * 从文件中加载公钥 * * @param filePath : 文件路径 * @return : 公钥 * @throws Exception */ public static PublicKey loadPublicKeyFromFile(String filePath) { try { // 将文件内容转为字符串 String keyString = FileUtils.readFileToString(new File(filePath), String.valueOf(StandardCharsets.UTF_8)); return loadPublicKeyFromString(keyString); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); throw new RuntimeException("获取公钥文件字符串失败！"); } } /** * 从文件中加载私钥 * * @param filePath : 文件路径 * @return : 私钥 * @throws Exception */ public static PrivateKey loadPrivateKeyFromFile(String filePath) { try { // 将文件内容转为字符串 String keyString = FileUtils.readFileToString(new File(filePath), String.valueOf(StandardCharsets.UTF_8)); return loadPrivateKeyFromString(keyString); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); throw new RuntimeException("获取私钥文件字符串失败！"); } } /** * 从字符串中加载公钥 * * @param keyString : 公钥 * @return : 公钥 * @throws Exception */ public static PublicKey loadPublicKeyFromString(String keyString) { try { // 进行Base64解码 byte[] decode = Base64.decode(keyString); // 获取密钥工厂 KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance(RSA); // 构建密钥规范 X509EncodedKeySpec key = new X509EncodedKeySpec(decode); // 获取公钥 return keyFactory.generatePublic(key); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); throw new RuntimeException("获取公钥失败！"); } } /** * 从字符串中加载私钥 * * @param keyString : 私钥 * @return : 私钥 * @throws Exception */ public static PrivateKey loadPrivateKeyFromString(String keyString) { try { // 进行Base64解码 byte[] decode = Base64.decode(keyString); // 获取密钥工厂 KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance(RSA); // 构建密钥规范 PKCS8EncodedKeySpec key = new PKCS8EncodedKeySpec(decode); // 生成私钥 return keyFactory.generatePrivate(key); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); throw new RuntimeException("获取私钥失败！"); } } /** * 打印密钥对并且保存到文件 * * @return */ public static void generateKeyPair(String pubPath, String priPath) { try { // 创建密钥对生成器对象 KeyPairGenerator keyPairGenerator = KeyPairGenerator.getInstance(RSA); // 生成密钥对 KeyPair keyPair = keyPairGenerator.generateKeyPair(); PrivateKey privateKey = keyPair.getPrivate(); PublicKey publicKey = keyPair.getPublic(); String privateKeyString = Base64.encode(privateKey.getEncoded()); String publicKeyString = Base64.encode(publicKey.getEncoded()); System.out.println("私钥：" + privateKeyString); System.out.println("公钥：" + publicKeyString); // 保存文件 if (pubPath != null) { FileUtils.writeStringToFile(new File(pubPath), publicKeyString, String.valueOf(StandardCharsets.UTF_8)); } if (priPath != null) { FileUtils.writeStringToFile(new File(priPath), privateKeyString, String.valueOf(StandardCharsets.UTF_8)); } } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); throw new RuntimeException("生成密钥对失败！"); } } /** * 非对称加密数据 * * @param input : 原文 * @param key : 密钥 * @return : 密文 * @throws Exception */ public static String encryptByAsymmetric(String input, Key key) { try { // 获取Cipher对象 Cipher cipher = Cipher.getInstance(RSA); // 初始化模式(加密)和密钥 cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key); byte[] resultBytes = getMaxResultEncrypt(input, cipher); return Base64.encode(resultBytes); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); throw new RuntimeException("加密失败！"); } } /** * 非对称解密数据 * * @param encrypted : 密文 * @param key: 密钥 * @return : 原文 * @throws Exception */ public static String decryptByAsymmetric(String encrypted, Key key) { try { // 获取Cipher对象 Cipher cipher = Cipher.getInstance(RSA); // 初始化模式(解密)和密钥 cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key); return new String(getMaxResultDecrypt(encrypted, cipher)); } catch ( Exception e) { e.printStackTrace(); throw new RuntimeException("解密失败！"); } } /** * 分段处理加密数据 * * @param input : 加密文本 * @param cipher : Cipher对象 * @return */ private static byte[] getMaxResultEncrypt(String input, Cipher cipher) throws Exception { byte[] inputArray = input.getBytes(); int inputLength = inputArray.length; // 最大加密字节数，超出最大字节数需要分组加密 int MAX_ENCRYPT_BLOCK = 117; // 标识 int offSet = 0; byte[] resultBytes = {}; byte[] cache = {}; while (inputLength - offSet > 0) { if (inputLength - offSet > MAX_ENCRYPT_BLOCK) { cache = cipher.doFinal(inputArray, offSet, MAX_ENCRYPT_BLOCK); offSet += MAX_ENCRYPT_BLOCK; } else { cache = cipher.doFinal(inputArray, offSet, inputLength - offSet); offSet = inputLength; } resultBytes = Arrays.copyOf(resultBytes, resultBytes.length + cache.length); System.arraycopy(cache, 0, resultBytes, resultBytes.length - cache.length, cache.length); } return resultBytes; } /** * 分段处理解密数据 * * @param decryptText : 加密文本 * @param cipher : Cipher对象 * @throws Exception */ private static byte[] getMaxResultDecrypt(String decryptText, Cipher cipher) throws Exception { byte[] inputArray = Base64.decode(decryptText.getBytes(StandardCharsets.UTF_8)); int inputLength = inputArray.length; // 最大解密字节数，超出最大字节数需要分组加密 int MAX_ENCRYPT_BLOCK = 128; // 标识 int offSet = 0; byte[] resultBytes = {}; byte[] cache = {}; while (inputLength - offSet > 0) { if (inputLength - offSet > MAX_ENCRYPT_BLOCK) { cache = cipher.doFinal(inputArray, offSet, MAX_ENCRYPT_BLOCK); offSet += MAX_ENCRYPT_BLOCK; } else { cache = cipher.doFinal(inputArray, offSet, inputLength - offSet); offSet = inputLength; } resultBytes = Arrays.copyOf(resultBytes, resultBytes.length + cache.length); System.arraycopy(cache, 0, resultBytes, resultBytes.length - cache.length, cache.length); } return resultBytes; }}效果：
