什么是RSA

翻一下以前的密码学笔记，找到了！

虽然字很潦草，但还是依稀可辨。简单的说就是基于大数分解的困难性，造就了RSA的难破解性。不想打字，latexlatexlatex 太麻烦了。

使用Java

Java Doc里面有很多有用的东西，想详细了解可以直接看文档。可以直接在线看，也可以下载到本地看。

需要导入的头文件

如果你要直接复制粘贴，那么会有很多错误，懒得一个个点击导入就直接复制导入吧。

import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.security.KeyFactory;
import java.security.KeyPair;
import java.security.KeyPairGenerator;
import java.security.SecureRandom;
import java.security.interfaces.RSAPrivateKey;
import java.security.interfaces.RSAPublicKey;
import java.security.spec.PKCS8EncodedKeySpec;
import java.security.spec.X509EncodedKeySpec;
import java.util.Base64;
import java.util.UUID;
import javax.crypto.Cipher;

生成公钥、私钥

/* 生成公私钥 */
KeyPairGenerator keyPairGenerator = null;
try {keyPairGenerator = KeyPairGenerator.getInstance("RSA"); //NoSuchAlgorithmException
} catch (Exception e) {e.printStackTrace();
}
keyPairGenerator.initialize(2048); // 此处可以添加参数new SecureRandom(UUID.randomUUID().toString().getBytes())
KeyPair keyPair = keyPairGenerator.generateKeyPair();
RSAPublicKey rsaPublicKey = (RSAPublicKey)keyPair.getPublic();
RSAPrivateKey rsaPrivateKey = (RSAPrivateKey)keyPair.getPrivate();

上面几行代码已经产生了可以直接使用的公钥、私钥了。

进行加密解密

好了，有了密钥之后怎么进行加密、解密呢？以下为：

私钥加密公钥解密
公钥加密私钥解密

        /* 私钥加密 公钥解密 */try {Cipher cipher = Cipher.getInstance("RSA"); //NoSuchPaddingExceptioncipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE,rsaPrivateKey); //InvalidKeyExceptionbyte[] b = cipher.doFinal("12345678".getBytes()); //BadPaddingExceptionSystem.out.println(new String(b));cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE,rsaPublicKey);b = cipher.doFinal(b);System.out.println(new String(b));}catch (Exception e) {e.printStackTrace();}/* 公钥加密 私钥解密 */try {Cipher cipher = Cipher.getInstance("RSA"); //NoSuchPaddingExceptioncipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE,rsaPublicKey); //InvalidKeyExceptionbyte[] b = cipher.doFinal("12345678".getBytes()); //BadPaddingExceptionSystem.out.println(new String(b));cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE,rsaPrivateKey);b = cipher.doFinal(b);System.out.println(new String(b));}catch (Exception e) {e.printStackTrace();}

这里需要注意的是，根据密钥位数不同，一次可被加密的长度也是不同的，在上面使用了2048的加密位数，那么一次加密只能256字节。
可能会看到有的加密长度是 “2048/8 - 11 ”，那么这个“ - 11 ”是什么意思呢？我们知道明文过长需要进行分组( padding )，既然要分组，就必然有分组标准：RSA_PKCS1_PADDING、RSA_PKCS1_OAEP_PADDING、RSA_NO_PADDING。而“ - 11 ”就是第一个标准的填充方式，详细了解就网上搜索吧。

        /* 根据长度判断是否需要分组 */System.out.println(rsaPrivateKey.getModulus().bitLength() / 8);System.out.println(rsaPublicKey.getModulus().bitLength() / 8);

密钥的存储

存储必然是使用文件来存储的，查询文档，发现密钥可以转化为字节，同时字节也能转化回密钥。到这里发现问题很简单了。
但是这里要注意的是，转化为字节存储到文件是简单的，但是从文件读取到字节( byte [])，一次读取可能不能读取完整整个文件，需要多次读取，那么多次读取的字节放到哪里呢，在这里我使用了将读取的字节转换为字符串( String )，进行拼接之后再还原回字节。
那么问题就出现了，字节转到到字符串再转化回来，这个过程其实是会出现问题的，如图可以看到byte []原长度和转化后的长度是不一样的。这里的解决方式是，将字节进行Base64编码再转为字符串，转回的时候则进行相应的Base64解码操作。

        /* 公私钥与字符串的转换 */
try {Base64.Decoder decoder = Base64.getDecoder();Base64.Encoder encoder = Base64.getEncoder();String publicKeyString = encoder.encodeToString(rsaPublicKey.getEncoded());String privateKeyString = encoder.encodeToString(rsaPrivateKey.getEncoded());System.out.println(publicKeyString);System.out.println(privateKeyString);KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance("RSA"); //NoSuchAlgorithmExceptionbyte[] keyBytes = decoder.decode(publicKeyString);X509EncodedKeySpec x509EncodedKeySpec = new X509EncodedKeySpec(keyBytes);keyFactory.generatePublic(x509EncodedKeySpec); //InvalidKeySepcExceptionkeyBytes = decoder.decode(privateKeyString);PKCS8EncodedKeySpec pkcs8EncodedKeySpec = new PKCS8EncodedKeySpec(keyBytes);keyFactory.generatePrivate(pkcs8EncodedKeySpec); //InvalidKeySepcException
} catch (Exception e) {e.printStackTrace();
}

以上代码只进行了到字符串的转换，如果需要存储到文件中，那么只需要

FileOutputStream fos = new FileOutputStream("C:\\Users\\XXX\\Desktop\\private");
fos.write(encoder.encodeToString(rsaPrivateKey.getEncoded()).getBytes());

密文的存储、读取

看到密钥的存储需要进行Base64的编码解码，那么不禁想，密文是不是也同样需要呢？
答案是可以需要，也可以不需要。
既然要对密文进行解密，那么私钥或者公钥是一定已经有的，在获取密钥之后，我们可以计算出每段加密完成之后密文的字节数，每次按照这个字节数进行文件的读取，读取后直接解密成字符串即可。

/* 写入 */
FileOutputStream fospass = new FileOutputStream("C:\\Users\\XXX\\Desktop\\password");
byte [] buffer = new byte[256];
b = cipher.doFinal( (“XXX" + "\r\n\r\n").getBytes());
fospass.write(b);
fospass.close();/* 读取 */
FileInputStream fis = new FileInputStream("..\\password");
byte [] buffer = new byte[256];
fis.read(buffer);
fis.close();
s = new String(cipher.doFinal(buffer));

OK，到这里使用Java进行RSA加密、解密的整个流程就很清楚了。

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