Java加密之RSA算法加密与解密的实例详解

介绍

RSA(Rivest-Shamir-Adleman)算法是目前非对称加密中较为流行的一种加密方式，它解决了DES只有一个固定的加密和解密密钥的问题。RSA加密过程是公开的，解密过程只有私钥能够完成，私钥由用户自己保存。

本文将详细介绍使用Java对数据进行RSA加密和解密的全过程，并提供两个示例说明。

签名过程概述

具体的RSA算法加密和解密过程并不是本文的重点，有兴趣的读者可以参考其他资料。下面将简单介绍基于RSA算法的签名过程：

1. 首先，生成一对密钥，一个公钥和一个私钥。
2. 将要签名的数据进行摘要操作（例如MD5或SHA-256），得到一个摘要，即原数据的一种固定长度的表示。
3. 使用私钥对这个摘要进行加密，得到签名。
4. 将签名和原始数据一起发送给对方。
5. 对方接受到带着签名的原始数据后，使用对应的公钥对签名进行解密，得到原始摘要。
6. 然后对原数据进行摘要操作，并将得到的摘要与解密后的摘要进行比较，如果相同，则说明确认了发送方的身份。

RSA加密和解密过程示例

RSA加密示例

RSA加密过程中，需要用到公钥和私钥。下面我们来看一个RSA加密示例：

import java.security.KeyPair;
import java.security.KeyPairGenerator;
import java.security.NoSuchAlgorithmException;
import java.security.PrivateKey;
import java.security.PublicKey;
import java.security.SecureRandom;
import javax.crypto.Cipher;

public class RSAEncryptionExample {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        // 1. 获取一个RSA密钥对生成器
        KeyPairGenerator keyPairGen = KeyPairGenerator.getInstance("RSA");
        keyPairGen.initialize(1024, new SecureRandom());
        // 2. 通过密钥对生成器产生一组公钥和私钥
        KeyPair keyPair = keyPairGen.generateKeyPair();
        PublicKey publicKey = keyPair.getPublic();
        PrivateKey privateKey = keyPair.getPrivate();
        // 3. 使用公钥对数据进行加密
        Cipher cipher = Cipher.getInstance("RSA");
        cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, publicKey);
        byte[] data = "Hello, RSA!".getBytes("UTF-8");
        byte[] encryptedData = cipher.doFinal(data);
        System.out.println("加密后的数据：" + new String(encryptedData));
    }
}

上面代码中，我们通过KeyPairGenerator类获取了一个RSA密钥对生成器，指定使用RSA算法，并设置密钥长度为1024位，使用SecureRandom类生成随机数，最后通过generateKeyPair方法产生密钥对。然后使用公钥进行数据加密，最后输出加密后的结果。

RSA解密示例

RSA解密过程需要用到私钥进行解密。下面我们来看一个RSA解密示例：

import java.security.KeyPair;
import java.security.KeyPairGenerator;
import java.security.NoSuchAlgorithmException;
import java.security.PrivateKey;
import java.security.PublicKey;
import java.security.SecureRandom;
import javax.crypto.Cipher;

public class RSADecryptionExample {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        // 1. 获取一个RSA密钥对生成器
        KeyPairGenerator keyPairGen = KeyPairGenerator.getInstance("RSA");
        keyPairGen.initialize(1024, new SecureRandom());
        // 2. 通过密钥对生成器产生一组公钥和私钥
        KeyPair keyPair = keyPairGen.generateKeyPair();
        PublicKey publicKey = keyPair.getPublic();
        PrivateKey privateKey = keyPair.getPrivate();
        // 3. 使用公钥对数据进行加密
        Cipher cipher = Cipher.getInstance("RSA");
        cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, publicKey);
        byte[] data = "Hello, RSA!".getBytes("UTF-8");
        byte[] encryptedData = cipher.doFinal(data);
        // 4. 使用私钥对加密后的数据进行解密
        cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, privateKey);
        byte[] decryptedData = cipher.doFinal(encryptedData);
        System.out.println("解密后的数据：" + new String(decryptedData, "UTF-8"));
    }
}

上面代码中，我们同样通过KeyPairGenerator类获取RSA密钥对生成器，设置密钥长度为1024位，并使用公钥对数据进行加密。接下来利用私钥进行解密，将加密后的数据进行解密操作，最后输出解密后的结果。

以上示例是简单的RSA加密和解密过程，读者可以通过这个过程深入了解RSA的具体实现，从而实现更加高级的应用。