系列文章目录

（一）Kotlin加密/解密之ASCII码

（二）Kotlin加密/解密之凯撒加密算法

（三）Kotlin加密/解密之AES和DES

文章目录

系列文章目录
前言
一、RSA算法的加解密流程和改进
- 1.RSA算法的加解密流程
- 2.RSA加解密的缺点以及改进
二、数字签名
- 1.消息摘要
- - 1.MD5
  - 2. sha1
  - 3.sha265
- 2.数字签名
3.Kotlin 中RSA的加解密实现
- 1.RSA算法的使用注意点
- 2.RSA算法的实现
- - （1）获取公钥和私钥
  - （2）设置算法以及分段加密解密的最大长度
  - （3）私钥加密
  - （4）公钥加密
  - （5）私钥解密
  - （6）公钥解密
总结

前言

在前面的章节中我们说到了加密分为对称加密和非对称加密，对称加密咱们前面已经讲完了，本节要讲的是非对称加密RSA，我们都知道，对称加密的加密和解密的密钥是相同的，这就导致了只要破解得到密钥，那么密文就和原文没啥区别了，而本节要学的RSA算法，是使用公钥和私钥来进行加解密，大大提高了密文的破解难度，接下来就让我们看看在Kotlin中如何实现RSA算法的加解密吧。

一、RSA算法的加解密流程和改进

1.RSA算法的加解密流程

在RSA算法中，通信的双方用户A和用户B各自通过RSA算法生成密钥对，这个密钥对分为公钥和私钥，使用公钥加密的密文，只能使用对应的私钥进行解码，反之使用私钥加密的密文，只能使用对应的公钥匙进行解密。所以RSA的加密流程就是：
总结起来分为以下两步：
（1）用户A和用户B交换公钥，这个公钥是公开的，所有人都知道也没关系。
（2）当想和对方通信时，就使用对方的公钥加密数据，对方收到加密的信息后，使用自己的私钥解密，比如用户A想给用户B发送消息，用户A可以使用用户B的公钥加密信息，用户B收到信息后使用自己的私钥进行解密就可以了，反之亦然。

2.RSA加解密的缺点以及改进

这时读者可能会觉得上面的加解密方案很好了吧，其实不然，因为RSA的加解密有个缺点就是加解密速度慢，这会导致本来只想发一句“我爱你”，等对方收到的消息的时候可能已成为别人的新娘。对于这个问题，咱们可以结合对称加密和非对称加密的优点。我们都知道，对称加密算法速度快，但是不够安全，而RSA算法够安全，但是不够快，所以我们就可以整合他们的优点。

具体方案很简单，就是使用RSA算法将对称加密的密钥传给对方。后面的通信都使用对称加密算法对传输的信息进行加解密，因为我们最怕的就是加解密的密钥被黑客截获，所以我们使用安全性较高的RSA加密传输咱们后面通信中会使用的对称加密的密钥。这样就达到了既保证了安全，又保证了速度。

二、数字签名

看到这里我们大家是不是会以为咱们的通信已经很安全了，其实不是，咱们在通信前需要和通信的对象交换公钥，这时就会出现一个问题，你如何确定和你交换公钥的人就是你想通信的对象呢？

比如A想和B通信，在和B交换公钥的时候，被黑客截获，这时候黑客就会伪装成A把自己的公钥传给B，B毫不知情，以为黑客是A，就将自己的隐私啥的都告诉了黑客。这时将是大型的社死现场，或者是电信诈骗现场。为了解决这个问题，数字证书就出现了。

1.消息摘要

在说解决方法之前，我们先了解一个知识，那就是消息摘要。消息摘要就是对一份数据，进行一个单向的 Hash 函数，生成一个固定长度的 Hash 值，这个值就是这份数据的摘要，也称为指纹。简单理解就是一个单向加密的过程，加密以后不可逆，无法破解。常用的算法有：MD5，sha1, sha265。消息摘要可以用于对用户密码加密保存，对软件下载站使用消息摘要计算文件指纹，防止被篡改，然后就是咱们后面要讲的数字签名了。在kotlin中可以使用下面的代码生成消息摘要：

1.MD5

fun Md5(input:String):String{val digest = MessageDigest.getInstance("MD5")val result = digest.digest(input.toByteArray())println("md5 encrypt size: ${result.size}")//加密前16个字节，加密后转成16进制32字节，结果是固定长度，无仑数据多大//转成16进制return toHex(result)}

转16进制的方法：

    fun toHex(byteArray: ByteArray):String{//转成16进制val sb = StringBuilder()val result =  with(StringBuilder()){byteArray.forEach {//println(it)//打印每一个元素val value = itval hex = value.toInt() and (0xFF)val hexStr = Integer.toHexString(hex)// println(hexStr)if(hexStr.length == 1){append("0").append(hexStr)}else{append(hexStr)}}this.toString()}return result}

2. sha1

 fun sha1(input: String):String{val digest=MessageDigest.getInstance("SHA-1")val result =  digest.digest(input.toByteArray())println("sha1 加密后： ${result.size}")//转成16进制val toHex = toHex(result)println("sha1 转成16进制：${toHex.toByteArray().size}" )return toHex}

3.sha265

 fun sha256(input: String):String{val digest=MessageDigest.getInstance("SHA-256")val result =  digest.digest(input.toByteArray())println("sha256 加密后： ${result.size}")//转成16进制val toHex = toHex(result)println("sha256 转成16进制：${toHex.toByteArray().size}" )return toHex}

2.数字签名

用户A想和B通信，A在给B发送公钥的过程中，会把公钥和自己的信息通过Hash算法（md5/sha1/sha265)生成消息摘要，为了防止消息摘要被调换，A会通过CA（数字证书签发机构）题哦那个的私钥对消息摘要进行加密来形成数字证书，当B拿到数字证书后，会用CA提供的公钥对数字证书里面的数字签名解密得到消息摘要，然后对数字证书里面的A的公钥和A的个人信息进行Hash得到另一份消息摘要，然后把两份消息摘要进行对比，如果相同，则证明这些信息的确是A传送过来的，否则不是。流程图如下：
这里面涉及到一个签名和认证的过程，在kotlin中代码如下：

签名：

 fun sign(input:String,privateKey: PrivateKey):String{//获取数字签名实例对象val signature = Signature.getInstance("SHA256withRSA")//初始化签名signature.initSign(privateKey)//设置数据源signature.update(input.toByteArray())//签名val sign = signature.sign()return Base64.encode(sign)}

认证：

 fun verify(input: String, publicKey: PublicKey,sign:String): Boolean {//校验val signature = Signature.getInstance("SHA256withRSA")//初始化签名signature.initVerify(publicKey)//传入数据源signature.update(input.toByteArray())//校验签名信息return signature.verify(Base64.decode(sign))}

3.Kotlin 中RSA的加解密实现

1.RSA算法的使用注意点

上面说了那么多，我们还需要知道如何在kotlin中使用RSA算法。
（1）首先我们需要知道RSA加密的公钥和私钥非常长，看一张图：
这张图中，最开始的两行就是公钥和私钥特别的长，这也解释了为啥RSA算法加密慢的问题。

（2）第二个问题我们需要注意，加密的内容长度会受限制，啥意思呢，就是使用RSA算法加密的内容长度不能太长，否则会加密失败：如下图
那么咱们要想加密更长的数据就没办法了吗？当然不是，我们可以分段加密，即将要加密的内容分成一段一段的加密，解密的时候再分段解密就可以了。

（3）我们要注意公钥加密的，要用对应私钥进行解密，反之一样，直接看代码吧。

2.RSA算法的实现

（1）获取公钥和私钥

 val generator = KeyPairGenerator.getInstance("RSA") //密钥生成器val keyPair = generator.genKeyPair()val publicKey = keyPair.publicval privateKey = keyPair.privateprintln("public key: ${Base64.encode(publicKey.encoded)}")println("privateKey key: ${Base64.encode(privateKey.encoded)}")

（2）设置算法以及分段加密解密的最大长度

    val transformation = "RSA"val ENCRYPT_MAX_SIZE = 245//最大加密长度，有的是177，看具体的支持长度val DECRYPT_MAX_SIZE = 256//最大加密长度，有的是177，看具体的支持长度

（3）私钥加密

 fun encryptByPrivateKey(input:String,privateKey:PrivateKey):String{val byteArray = input.toByteArray();//1.创建cipher对象val cipher = Cipher.getInstance(transformation)//2。初始化ciphercipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, privateKey)//3.加密解密var temp:ByteArray? = nullvar offset = 0 //当前偏移的位置val bos = ByteArrayOutputStream()while (byteArray.size - offset >0){//没有加密完//每次最大加密245字节if((byteArray.size - offset) >= ENCRYPT_MAX_SIZE){//剩余部分大于245//加密完整245字节temp = cipher.doFinal(byteArray,offset, ENCRYPT_MAX_SIZE)//重新计算偏移的位置offset += ENCRYPT_MAX_SIZE}else{//加密的最后一块temp = cipher.doFinal(byteArray,offset, byteArray.size - offset)offset = byteArray.size}//存储到临时缓冲区temp?.let { bos.write(it) }}bos.close()return Base64.encode(bos.toByteArray())}

（4）公钥加密

    fun encryptByPublicKey(input:String,publicKey:PublicKey):String{//分段加密val byteArray = input.toByteArray();//1.创建cipher对象val cipher = Cipher.getInstance(transformation)//2。初始化ciphercipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, publicKey)//3.加密解密var temp:ByteArray? = nullvar offset = 0 //当前偏移的位置val bos = ByteArrayOutputStream()while (byteArray.size - offset >0){//没有加密完//每次最大加密245字节if((byteArray.size - offset) >= ENCRYPT_MAX_SIZE){//剩余部分大于245//加密完整245字节temp = cipher.doFinal(byteArray,offset, ENCRYPT_MAX_SIZE)//重新计算偏移的位置offset += ENCRYPT_MAX_SIZE}else{//加密的最后一块temp = cipher.doFinal(byteArray,offset, byteArray.size - offset)offset = byteArray.size}//存储到临时缓冲区temp?.let { bos.write(it) }}bos.close()return Base64.encode(bos.toByteArray())}

（5）私钥解密

fun decryptByPrivateKey(input:String,privateKey:PrivateKey):String{val byteArray = Base64.decode(input)//1.创建cipher对象val cipher = Cipher.getInstance(transformation)//2。初始化ciphercipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, privateKey)//3.分段解密var temp:ByteArray? = nullvar offset = 0 //当前偏移的位置val bos = ByteArrayOutputStream()while (byteArray.size - offset >0){//没有加密完//每次最大加密245字节if((byteArray.size - offset) >= DECRYPT_MAX_SIZE){//剩余部分大于245//加密完整245字节temp = cipher.doFinal(byteArray,offset, DECRYPT_MAX_SIZE)//重新计算偏移的位置offset += DECRYPT_MAX_SIZE}else{//加密的最后一块temp = cipher.doFinal(byteArray,offset, byteArray.size - offset)offset = byteArray.size}//存储到临时缓冲区temp?.let { bos.write(it) }}bos.close()return String(bos.toByteArray())}

（6）公钥解密

 fun decryptByPublicKey(input:String,publicKey: PublicKey):String{val byteArray = Base64.decode(input)//1.创建cipher对象val cipher = Cipher.getInstance(transformation)//2。初始化ciphercipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, publicKey)//3.分段解密var temp:ByteArray? = nullvar offset = 0 //当前偏移的位置val bos = ByteArrayOutputStream()while (byteArray.size - offset >0){//没有加密完//每次最大加密245字节if((byteArray.size - offset) >= DECRYPT_MAX_SIZE){//剩余部分大于245//加密完整245字节temp = cipher.doFinal(byteArray,offset, DECRYPT_MAX_SIZE)//重新计算偏移的位置offset += DECRYPT_MAX_SIZE}else{//加密的最后一块temp = cipher.doFinal(byteArray,offset, byteArray.size - offset)offset = byteArray.size}//存储到临时缓冲区temp?.let { bos.write(it) }}bos.close()return String(bos.toByteArray())}

总结

以上就是今天要讲的内容，至此，kotlin加解密的文章就到此结束了，相信读者已经了解了对数据的加密和解密以及各种加密算法的特点，希望这系列文章能帮助你在工作中发挥作用。感谢阅读。青山不改，绿水长流，后会有期～～～

（四）Kotlin加密/解密之RSA算法和数字签名相关推荐

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