Java实现RSA算法的方法详解

下面是针对“Java实现RSA算法的方法详解”的完整攻略：

一、什么是RSA算法

RSA是一种非对称加密算法，常用于加密和数字签名。比对称加密算法更安全，但是加解密过程更耗时。RSA算法的基本思想是利用两个质数的乘积难以分解这个事实来实现加密。RSA算法的局限在于不能用于数据的加解密过程中，因为数据 > 小于密钥，如数据比密钥长且分段操作后解密时要占用的时间明显增长。

二、RSA算法的流程

1. 随机选择两个质数p和q，p≠q，计算n=pq，Φ(n)=(p-1)(q-1)。
2. 选择一个随机整数e，1 < e < Φ(n)，e与Φ(n)互质。
3. 根据扩展欧几里得算法，计算d，满足 de=1 mod Φ(n)，即d为e的乘法逆元。
4. 公钥为(n，e)，私钥为(n，d)。
5. 加密算法：C = M^e mod n，C为密文，M为明文。解密算法：M = C^d mod n，M为明文，C为密文。

三、Java代码实现RSA算法

下面是Java程序实现RSA加密解密算法的方法详解。

1.创建密钥对

我们先生成一个RSA密钥对，代码如下：

KeyPairGenerator kpg = KeyPairGenerator.getInstance("RSA");
kpg.initialize(1024);
KeyPair kp = kpg.genKeyPair();
PrivateKey privateKey = kp.getPrivate();
PublicKey publicKey = kp.getPublic();

其中KeyPairGenerator用于生成密钥对，参数"RSA"表示使用RSA算法，initialize(1024)表示密钥长度为1024位，可以根据需要调整长度。最后生成的密钥对中，privateKey为私钥，publicKey为公钥。

2.加密数据

下面是RSA加密的核心代码，实现对明文的加密：

byte[] plainText = "Hello, world!".getBytes();

Cipher cipher = Cipher.getInstance("RSA");
cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, publicKey);
byte[] cipherText = cipher.doFinal(plainText);

其中Cipher类使用了"RSA"算法，初始化为加密模式，使用公钥进行加密。对明文进行加密后，得到密文cipherText。

3.解密数据

下面是RSA解密的核心代码，实现对密文的解密：

Cipher cipher = Cipher.getInstance("RSA");
cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, privateKey);
byte[] decipheredText = cipher.doFinal(cipherText);

其中Cipher类同样使用了"RSA"算法，初始化为解密模式，使用私钥进行解密。对密文进行解密后，得到明文decipheredText。

至此，我们已经完成了使用Java实现RSA加密解密算法的过程。

四、示例说明

下面是两个示例说明：

示例1：RSA加密字符串

public static void encryptString() {
    try {
        KeyPairGenerator kpg = KeyPairGenerator.getInstance("RSA");
        kpg.initialize(1024);
        KeyPair kp = kpg.genKeyPair();
        PrivateKey privateKey = kp.getPrivate();
        PublicKey publicKey = kp.getPublic();

        String plainText = "Hello, world!";
        byte[] plainTextBytes = plainText.getBytes();

        Cipher cipher = Cipher.getInstance("RSA");
        cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, publicKey);
        byte[] cipherTextBytes = cipher.doFinal(plainTextBytes);

        cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, privateKey);
        byte[] decryptedTextBytes = cipher.doFinal(cipherTextBytes);
        String decryptedText = new String(decryptedTextBytes);

        System.out.println("原文：" + plainText);
        System.out.println("加密后：" + Base64.getEncoder().encodeToString(cipherTextBytes));
        System.out.println("解密后：" + decryptedText);
    } catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
    }
}

示例2：RSA加密文件

public static void encryptFile() {
    try {
        KeyPairGenerator kpg = KeyPairGenerator.getInstance("RSA");
        kpg.initialize(1024);
        KeyPair kp = kpg.genKeyPair();
        PrivateKey privateKey = kp.getPrivate();
        PublicKey publicKey = kp.getPublic();

        File inputFile = new File("C:\\Users\\admin\\Desktop\\test.txt");
        File outputFile = new File("C:\\Users\\admin\\Desktop\\test.enc");

        Cipher cipher = Cipher.getInstance("RSA");
        cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, publicKey);

        FileInputStream inputStream = new FileInputStream(inputFile);
        FileOutputStream outputStream = new FileOutputStream(outputFile);

        byte[] buffer = new byte[64];
        int bytesRead;
        while ((bytesRead = inputStream.read(buffer)) != -1) {
            byte[] output = cipher.update(buffer, 0, bytesRead);
            if (output != null) {
                outputStream.write(output);
            }
        }

        byte[] output = cipher.doFinal();
        if (output != null) {
            outputStream.write(output);
        }

        inputStream.close();
        outputStream.flush();
        outputStream.close();

        cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, privateKey);

        inputFile = outputFile;
        outputFile = new File("C:\\Users\\admin\\Desktop\\test.dec");

        inputStream = new FileInputStream(inputFile);
        outputStream = new FileOutputStream(outputFile);

        buffer = new byte[64];
        while ((bytesRead = inputStream.read(buffer)) != -1) {
            byte[] output2 = cipher.update(buffer, 0, bytesRead);
            if (output2 != null) {
                outputStream.write(output2);
            }
        }

        byte[] output2 = cipher.doFinal();
        if (output2 != null) {
            outputStream.write(output2);
        }

        inputStream.close();
        outputStream.flush();
        outputStream.close();

        System.out.println("加密完成：" + outputFile.getPath());
        System.out.println("解密完成：" + outputFile.getPath());
    } catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
    }
}

以上就是Java实现RSA算法的方法详解。