JAVA——RSA加密【X509EncodedKeySpec、PKCS8EncodedKeySpec、RSAPublicKeySpec、RSAPrivateKeySpec】

基本概念

RSA加密算法：RSA加密算法是一种非对称加密算法。在公开密钥加密和电子商业中RSA被广泛使用。RSA是1977年由罗纳德·李维斯特（Ron Rivest）、阿迪·萨莫尔（Adi Shamir）和伦纳德·阿德曼（Leonard Adleman）一起提出的。当时他们三人都在麻省理工学院工作。RSA就是他们三人姓氏开头字母拼在一起组成的。

RSA是目前最有影响力的公钥加密算法，该算法基于一个十分简单的数论事实：将两个大素数相乘十分容易，但那时想要对其乘积进行因式分解却极其困难，因此可以将乘积公开作为加密密钥，即公钥，而两个大素数组合成私钥。公钥是可发布的供任何人使用，私钥则为自己所有，供解密之用。

解密者拥有私钥，并且将由私钥计算生成的公钥发布给加密者。加密都使用公钥进行加密，并将密文发送到解密者，解密者用私钥解密将密文解码为明文。

API

https://docs.oracle.com/javase/7/docs/api/index.html

X509EncodedKeySpec：
该类表示公钥的ASN.1编码，根据ASN.1类型SubjectPublicKeyInfo进行编码。 SubjectPublicKeyInfo语法在X.509标准中定义如下：
  SubjectPublicKeyInfo ::= SEQUENCE {algorithm AlgorithmIdentifier,subjectPublicKey BIT STRING } 
构造方法：

X509EncodedKeySpec(byte[] encodedKey)

用给定的编码密钥创建一个新的X509EncodedKeySpec。

参数

encodedKey - 假定按照X.509标准编码的密钥。复制数组的内容以防止后续修改。

异常

NullPointerException - 如果 encodedKey为空。

PKCS8EncodedKeySpec：
该类代表私有密钥的ASN.1编码，根据ASN.1类型PrivateKeyInfo进行编码。 PrivateKeyInfo语法在PKCS＃8标准中定义如下：
  PrivateKeyInfo ::= SEQUENCE {version Version,privateKeyAlgorithm PrivateKeyAlgorithmIdentifier,privateKey PrivateKey,attributes [0] IMPLICIT Attributes OPTIONAL }Version ::= INTEGERPrivateKeyAlgorithmIdentifier ::= AlgorithmIdentifierPrivateKey ::= OCTET STRINGAttributes ::= SET OF Attribute 
构造方法：

PKCS8EncodedKeySpec(byte[] encodedKey)

使用给定的编码密钥创建一个新的PKCS8EncodedKeySpec。

RSAPrivateKeySpec：

此类指定一个RSA私钥。

构造方法：

RSAPrivateKeySpec(BigInteger modulus, BigInteger privateExponent)

创建一个新的RSAPrivateKeySpec。

参数

modulus - 模数

privateExponent - 私人指数

RSAPublicKeySpec：

此类指定一个RSA公钥。

构造方法：

RSAPublicKeySpec(BigInteger modulus, BigInteger publicExponent)

创建一个新的RSAPublicKeySpec。

参数

modulus - 模数

publicExponent - 公众指数

DEMO

package cn.aizichan.utils.digest;import java.security.Key;
import java.security.KeyFactory;
import java.security.KeyPair;
import java.security.KeyPairGenerator;
import java.security.PrivateKey;
import java.security.PublicKey;
import java.security.interfaces.RSAPrivateKey;
import java.security.interfaces.RSAPublicKey;
import java.security.spec.PKCS8EncodedKeySpec;
import java.security.spec.X509EncodedKeySpec;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;import javax.crypto.Cipher;public class RSACoder {//非对称密钥算法  public static final String KEY_ALGORITHM="RSA";  /** * 密钥长度，DH算法的默认密钥长度是1024 * 密钥长度必须是64的倍数，在512到65536位之间 * */  private static final int KEY_SIZE=512;  //公钥  private static final String PUBLIC_KEY="xiaoxiaorenzhe";  //私钥  private static final String PRIVATE_KEY="dadapangzi";  /** * 初始化密钥对 * @return Map 甲方密钥的Map * */  public static Map<String,Object> initKey() throws Exception{  //实例化密钥生成器  KeyPairGenerator keyPairGenerator=KeyPairGenerator.getInstance(KEY_ALGORITHM);  //初始化密钥生成器  keyPairGenerator.initialize(KEY_SIZE);  //生成密钥对  KeyPair keyPair=keyPairGenerator.generateKeyPair(); //甲方公钥  RSAPublicKey publicKey=(RSAPublicKey) keyPair.getPublic();  System.out.println("系数："+publicKey.getModulus()+"  加密指数："+publicKey.getPublicExponent());//甲方私钥  RSAPrivateKey privateKey=(RSAPrivateKey) keyPair.getPrivate(); System.out.println("系数："+privateKey.getModulus()+"解密指数："+privateKey.getPrivateExponent());//将密钥存储在map中  Map<String,Object> keyMap=new HashMap<String,Object>();  keyMap.put(PUBLIC_KEY, publicKey);  keyMap.put(PRIVATE_KEY, privateKey);  return keyMap;  }  /** * 私钥加密 * @param data待加密数据 * @param key 密钥 * @return byte[] 加密数据 * */  public static byte[] encryptByPrivateKey(byte[] data,byte[] key) throws Exception{  //取得私钥  PKCS8EncodedKeySpec pkcs8KeySpec=new PKCS8EncodedKeySpec(key);  KeyFactory keyFactory=KeyFactory.getInstance(KEY_ALGORITHM);  //生成私钥  PrivateKey privateKey=keyFactory.generatePrivate(pkcs8KeySpec);  //数据加密  Cipher cipher=Cipher.getInstance(keyFactory.getAlgorithm());  cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, privateKey);  return cipher.doFinal(data);  }  /** * 公钥加密 * @param data待加密数据 * @param key 密钥 * @return byte[] 加密数据 * */  public static byte[] encryptByPublicKey(byte[] data,byte[] key) throws Exception{  //实例化密钥工厂  KeyFactory keyFactory=KeyFactory.getInstance(KEY_ALGORITHM);  //初始化公钥  //密钥材料转换  X509EncodedKeySpec x509KeySpec=new X509EncodedKeySpec(key);  //产生公钥  PublicKey pubKey=keyFactory.generatePublic(x509KeySpec);  //数据加密  Cipher cipher=Cipher.getInstance(keyFactory.getAlgorithm());  cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, pubKey);  return cipher.doFinal(data);  }  /** * 私钥解密 * @param data 待解密数据 * @param key 密钥 * @return byte[] 解密数据 * */  public static byte[] decryptByPrivateKey(byte[] data,byte[] key) throws Exception{  //取得私钥  PKCS8EncodedKeySpec pkcs8KeySpec=new PKCS8EncodedKeySpec(key);  KeyFactory keyFactory=KeyFactory.getInstance(KEY_ALGORITHM);  //生成私钥  PrivateKey privateKey=keyFactory.generatePrivate(pkcs8KeySpec);  //数据解密  Cipher cipher=Cipher.getInstance(keyFactory.getAlgorithm());  cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, privateKey);  return cipher.doFinal(data);  }  /** * 公钥解密 * @param data 待解密数据 * @param key 密钥 * @return byte[] 解密数据 * */  public static byte[] decryptByPublicKey(byte[] data,byte[] key) throws Exception{  //实例化密钥工厂  KeyFactory keyFactory=KeyFactory.getInstance(KEY_ALGORITHM);  //初始化公钥  //密钥材料转换  X509EncodedKeySpec x509KeySpec=new X509EncodedKeySpec(key);  //产生公钥  PublicKey pubKey=keyFactory.generatePublic(x509KeySpec);  //数据解密  Cipher cipher=Cipher.getInstance(keyFactory.getAlgorithm());  cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, pubKey);  return cipher.doFinal(data);  }  /** * 取得私钥 * @param keyMap 密钥map * @return byte[] 私钥 * */  public static byte[] getPrivateKey(Map<String,Object> keyMap){  Key key=(Key)keyMap.get(PRIVATE_KEY);  return key.getEncoded();  }  /** * 取得公钥 * @param keyMap 密钥map * @return byte[] 公钥 * */  public static byte[] getPublicKey(Map<String,Object> keyMap) throws Exception{  Key key=(Key) keyMap.get(PUBLIC_KEY); return key.getEncoded();  }  /** * @param args * @throws Exception  */  public static void main(String[] args) throws Exception {  //初始化密钥  //生成密钥对  Map<String,Object> keyMap=RSACoder.initKey();  //公钥  byte[] publicKey=RSACoder.getPublicKey(keyMap);//byte[] publicKey = b;//私钥  byte[] privateKey=RSACoder.getPrivateKey(keyMap);  System.out.println("公钥："+Base64.encode(publicKey));       System.out.println("私钥："+Base64.encode(privateKey));  System.out.println("================密钥对构造完毕,甲方将公钥公布给乙方，开始进行加密数据的传输=============");  String str="aattaggcctegthththfef/aat.mp4";  System.out.println("===========甲方向乙方发送加密数据==============");  System.out.println("原文:"+str);  //甲方进行数据的加密  byte[] code1=RSACoder.encryptByPublicKey(str.getBytes(), publicKey);System.out.println("甲方 使用乙方公钥加密后的数据："+Base64.encode(code1));  System.out.println("===========乙方使用甲方提供的公钥对数据进行解密==============");  //乙方进行数据的解密  //byte[] decode1=RSACoder.decryptByPublicKey(code1, publicKey);  byte[] decode1=RSACoder.decryptByPrivateKey(code1, privateKey);  System.out.println("乙方解密后的数据："+new String(decode1)+"");  System.out.println("===========反向进行操作，乙方向甲方发送数据==============");  str="乙方向甲方发送数据RSA算法";  System.out.println("原文:"+str);  //乙方使用公钥对数据进行加密  byte[] code2=RSACoder.encryptByPublicKey(str.getBytes(), publicKey);  System.out.println("===========乙方使用公钥对数据进行加密==============");  System.out.println("加密后的数据："+Base64.encode(code2));  System.out.println("=============乙方将数据传送给甲方======================");  System.out.println("===========甲方使用私钥对数据进行解密==============");  //甲方使用私钥对数据进行解密  byte[] decode2=RSACoder.decryptByPrivateKey(code2, privateKey);  System.out.println("甲方解密后的数据："+new String(decode2)); }
}

参考文章

https://www.iteye.com/topic/1148471

https://www.jianshu.com/p/40a1be871bee

https://blog.csdn.net/tabactivity/article/details/49685319

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