详解Android端与JavaWeb传输加密（DES+RSA）攻略

前置知识

在学习本文之前，你需要掌握以下知识：

Java语言基础
Android开发基础
JavaWeb开发基础
数据加密相关的概念和基础知识

加密方案简介

在本方案中，我们将采用DES和RSA算法分别对数据进行对称加密与非对称加密，保证通信过程的安全性。具体实现过程如下：

首先在Android端生成一个随机字符串，作为会话密钥；
使用DES算法将要发送的数据进行对称加密，并使用会话密钥进行加密；
使用RSA算法对会话密钥进行非对称加密，并将其附加在消息中一起发送；
接收方先使用自己的私钥对会话密钥进行解密，然后使用解密后得到的会话密钥来解密数据。

加密过程详解

Android端加密过程

// 生成随机字符串作为会话密钥
String sessionKey = UUID.randomUUID().toString();

// 对要发送的数据进行DES加密
byte[] encryptedData = DesUtil.encrypt(data.getBytes(), sessionKey);

// 使用RSA算法对会话密钥进行非对称加密
byte[] encryptedSessionKey = RsaUtil.encryptByPublicKey(sessionKey.getBytes(), publicKey);

其中，DesUtil.encrypt()方法是一个对称加密算法，它的实现如下所示：

public static byte[] encrypt(byte[] data, String key) throws Exception {
    Key desKey = generateKey(key.getBytes());
    Cipher cipher = Cipher.getInstance("DES");
    cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, desKey);
    byte[] encryptedBytes = cipher.doFinal(data);
    return encryptedBytes;
}

RsaUtil.encryptByPublicKey()方法是一个非对称加密算法，它的实现如下所示：

public static byte[] encryptByPublicKey(byte[] data, String publicKey) throws Exception {
    byte[] keyBytes = Base64.decode(publicKey, Base64.DEFAULT);
    X509EncodedKeySpec x509KeySpec = new X509EncodedKeySpec(keyBytes);
    KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance("RSA");
    Key key = keyFactory.generatePublic(x509KeySpec);
    Cipher cipher = Cipher.getInstance("RSA/ECB/PKCS1Padding");
    cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key);
    byte[] encryptedBytes = cipher.doFinal(data);
    return encryptedBytes;
}

JavaWeb端解密过程

// 使用RSA算法对会话密钥进行解密
byte[] decryptedSessionKey = RsaUtil.decryptByPrivateKey(encryptedSessionKey, privateKey);

// 使用解密后的会话密钥对数据进行DES解密
byte[] decryptedData = DesUtil.decrypt(encryptedData, new String(decryptedSessionKey));

其中，RsaUtil.decryptByPrivateKey()方法是一个非对称解密算法，它的实现如下所示：

public static byte[] decryptByPrivateKey(byte[] data, String privateKey) throws Exception {
    byte[] keyBytes = Base64.decode(privateKey, Base64.DEFAULT);
    PKCS8EncodedKeySpec pkcs8KeySpec = new PKCS8EncodedKeySpec(keyBytes);
    KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance("RSA");
    Key key = keyFactory.generatePrivate(pkcs8KeySpec);
    Cipher cipher = Cipher.getInstance("RSA/ECB/PKCS1Padding");
    cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key);
    byte[] decryptedBytes = cipher.doFinal(data);
    return decryptedBytes;
}

DesUtil.decrypt()方法是一个对称解密算法，它的实现如下所示：

public static byte[] decrypt(byte[] data, String key) throws Exception {
    Key desKey = generateKey(key.getBytes());
    Cipher cipher = Cipher.getInstance("DES");
    cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, desKey);
    byte[] decryptedBytes = cipher.doFinal(data);
    return decryptedBytes;
}

示例说明

示例1：Android端向JavaWeb端传输加密数据

在Android端，我们需要将要发送的数据经过DES加密，并将会话密钥经过RSA加密后附加在数据中一起发送到JavaWeb端。代码如下所示：

// 生成随机字符串作为会话密钥
String sessionKey = UUID.randomUUID().toString();

// 对要发送的数据进行DES加密
byte[] encryptedData = DesUtil.encrypt(data.getBytes(), sessionKey);

// 使用RSA算法对会话密钥进行非对称加密
byte[] encryptedSessionKey = RsaUtil.encryptByPublicKey(sessionKey.getBytes(), publicKey);

// 发送加密后的数据和加密后的会话密钥
httpClient.post(encryptedData, encryptedSessionKey);

在JavaWeb端，我们同样需要使用RSA算法对会话密钥进行解密，并使用解密后的会话密钥解密数据。代码如下所示：

// 接收加密后的数据和加密后的会话密钥
byte[] encryptedData = readEncryptedDataFromRequest(request);
byte[] encryptedSessionKey = readEncryptedSessionKeyFromRequest(request);

// 使用RSA算法对会话密钥进行解密
byte[] decryptedSessionKey = RsaUtil.decryptByPrivateKey(encryptedSessionKey, privateKey);

// 使用解密后的会话密钥对数据进行DES解密
byte[] decryptedData = DesUtil.decrypt(encryptedData, new String(decryptedSessionKey));

示例2：JavaWeb端向Android端传输加密数据

在JavaWeb端，我们需要将要发送的数据经过DES加密，并将会话密钥经过RSA加密后附加在数据中一起发送到Android端。代码如下所示：

// 生成随机字符串作为会话密钥
String sessionKey = UUID.randomUUID().toString();

// 对要发送的数据进行DES加密
byte[] encryptedData = DesUtil.encrypt(data.getBytes(), sessionKey);

// 使用RSA算法对会话密钥进行非对称加密
byte[] encryptedSessionKey = RsaUtil.encryptByPublicKey(sessionKey.getBytes(), publicKey);

// 发送加密后的数据和加密后的会话密钥
response.getOutputStream().write(encryptedData);
response.getOutputStream().write(encryptedSessionKey);

在Android端，我们同样需要使用RSA算法对会话密钥进行解密，并使用解密后的会话密钥解密数据。代码如下所示：

// 获取加密后的数据和加密后的会话密钥
byte[] encryptedData = readEncryptedDataFromResponse(response);
byte[] encryptedSessionKey = readEncryptedSessionKeyFromResponse(response);

// 使用RSA算法对会话密钥进行解密
byte[] decryptedSessionKey = RsaUtil.decryptByPrivateKey(encryptedSessionKey, privateKey);

// 使用解密后的会话密钥对数据进行DES解密
byte[] decryptedData = DesUtil.decrypt(encryptedData, new String(decryptedSessionKey));