devbox
繁依Fanyi0
这个屌丝很懒，什么也没留下！
关注作者
热门标签
热门文章
当前位置:   article > 正文

【SpringBoot】RSA加密（非对称加密）_springboot rsa加密

作者：繁依Fanyi0 | 2024-08-08 13:32:45

赞

踩

springboot rsa加密

一、关于RSA

        RSA是一种非对称加密算法，广泛应用于数据加密和数字签名领域。

        RSA算法是由罗纳德·李维斯特（Ron Rivest）、阿迪·萨莫尔（Adi Shamir）和伦纳德·阿德曼（Leonard Adleman）在1977年提出的。该算法基于一个十分简单的数论事实：将两个大素数相乘得到它们的乘积很容易，但反过来，已知乘积压根求解出这两个素数却极其困难。这种特性使得RSA能够有效地进行公钥加密和私钥解密。

        在Java中，实现RSA算法需要生成一对密钥，即公钥和私钥。公钥用于加密数据，而私钥用于解密数据。具体来说，当数据被公钥加密后，只能通过相应的私钥解密；反之亦然，当数据被私钥加密后，只能通过相应的公钥解密。这种设计确保了数据的安全性，因为即使公钥被公开，没有私钥，数据也无法被破解。

        在Java中，可以使用`java.security.KeyPairGenerator`类来生成RSA密钥对。通常，密钥的长度为2048位，这是目前推荐的密钥长度，因为它提供了足够的安全性。生成的公钥和私钥可以转换成Base64编码的字符串，方便存储和传输。

        除了加密和解密功能外，RSA还常用于数字签名和验签。私钥可以用来签署数据，生成签名，而公钥则用来验证这个签名的真实性。这一功能在电子商务和网络通信中尤为重要，它保证了数据的完整性和不可抵赖性。例如，在网上支付过程中，用户通过私钥对支付信息进行签名，支付平台使用用户的公钥验证签名的真实性，从而确认交易是用户本人发起的。

        RSA算法也被广泛应用于HTTPS协议中，以保障互联网数据传输的安全性。在HTTPS协议中，服务器使用RSA算法的公钥加密传输给客户端的数据，客户端使用对应的私钥解密数据，确保数据在传输过程中不被第三方窥视或篡改。

        RSA算法作为一种非对称加密技术，不仅提供了高安全性的数据保护，还在数字签名方面有着广泛的应用。在Java环境中，通过各种工具类和库函数，可以便捷地实现RSA的密钥生成、数据加密解密以及签名和验签操作。

二、代码实现

生成公钥和私钥

  1. import javax.crypto.Cipher;
  2. import java.nio.charset.StandardCharsets;
  3. import java.security.*;
  4. import java.util.Base64;
  5.  
  6. public class Main {
  7.     /**
  8.      * RSA算法常量，用于生成RSA密钥对和进行加解密操作。
  9.      */
  10.     private static final String RSA_ALGORITHM = "RSA";
  11.  
  12.     /**
  13.      * 生成RSA密钥对。
  14.      *
  15.      * @return KeyPair 包含公钥和私钥的密钥对。
  16.      * @throws NoSuchAlgorithmException 如果RSA算法不可用，抛出此异常。
  17.      */
  18.     public static KeyPair generateKeyPair() throws NoSuchAlgorithmException {
  19.         // 实例化一个密钥对生成器，指定算法为RSA
  20.         KeyPairGenerator keyPairGenerator = KeyPairGenerator.getInstance(RSA_ALGORITHM);
  21.         // 初始化密钥对生成器，指定密钥长度为2048位
  22.         keyPairGenerator.initialize(2048); // 密钥大小为2048位
  23.         // 生成密钥对
  24.         return keyPairGenerator.generateKeyPair();
  25.  
  26.     }
  27.  
  28.     /**
  29.      * 使用公钥加密数据。
  30.      *
  31.      * @param data 待加密的明文数据。
  32.      * @param publicKey 公钥，用于加密数据。
  33.      * @return String 加密后的数据，以Base64编码表示。
  34.      * @throws Exception 如果加密过程中发生错误，抛出此异常。
  35.      *
  36.      * 此部分代码首先实例化一个Cipher对象，用于执行加密操作。它使用RSA算法，
  37.      * 并初始化为加密模式。然后，使用提供的公钥将Cipher对象配置为准备加密状态。
  38.      * 最后，将待加密的数据转换为字节数组，进行加密操作，并将加密后的数据
  39.      * 使用Base64编码为字符串返回。
  40.      */
  41.     public static String encrypt(String data, PublicKey publicKey) throws Exception {
  42.         Cipher cipher = Cipher.getInstance(RSA_ALGORITHM);
  43.         cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, publicKey);
  44.         byte[] encryptedData = cipher.doFinal(data.getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
  45.         return Base64.getEncoder().encodeToString(encryptedData);
  46.     }
  47.  
  48.     /**
  49.      * 使用私钥解密数据。
  50.      *
  51.      * @param encryptedData 加密后的数据，以Base64编码表示。
  52.      * @param privateKey 私钥，用于解密数据。
  53.      * @return String 解密后的明文数据。
  54.      * @throws Exception 如果解密过程中发生错误，抛出此异常。
  55.      */
  56.     public static String decrypt(String encryptedData, PrivateKey privateKey) throws Exception {
  57.         byte[] decodedData = Base64.getDecoder().decode(encryptedData);
  58.         Cipher cipher = Cipher.getInstance(RSA_ALGORITHM);
  59.         cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, privateKey);
  60.         byte[] decryptedData = cipher.doFinal(decodedData);
  61.         return new String(decryptedData, StandardCharsets.UTF_8);
  62.     }
  63.  
  64.     /**
  65.      * 程序入口主方法，用于演示RSA加密和解密的流程。
  66.      * 生成RSA密钥对，并将公钥和私钥以Base64编码的形式打印出来。
  67.      * 使用公钥对明文数据进行加密，然后使用私钥对加密后的数据进行解密，展示加密解密的完整性。
  68.      *
  69.      * @param args 命令行参数
  70.      * @throws Exception 如果密钥生成或加密解密过程中发生错误
  71.      */
  72.     public static void main(String[] args) throws Exception {
  73.         // 生成RSA密钥对
  74.         KeyPair keyPair = generateKeyPair();
  75.         // 获取公钥
  76.         PublicKey publicKey = keyPair.getPublic();
  77.         // 获取私钥
  78.         PrivateKey privateKey = keyPair.getPrivate();
  79.  
  80.         // 将公钥转换为Base64编码的字符串
  81.         String publicKeyBase64 = Base64.getEncoder().encodeToString(publicKey.getEncoded());
  82.         // 打印公钥
  83.         System.out.println("公钥(Base64编码): \n" + publicKeyBase64 + "\n");
  84.  
  85.         // 将私钥转换为Base64编码的字符串
  86.         String privateKeyBase64 = Base64.getEncoder().encodeToString(privateKey.getEncoded());
  87.         // 打印私钥
  88.         System.out.println("私钥(Base64编码): \n" + privateKeyBase64 + "\n");
  89.  
  90.         // 待加密的明文数据
  91.         String data = "学习RSA加密";
  92.  
  93.         // 使用公钥加密明文数据
  94.         String encryptedData = encrypt(data, publicKey);
  95.         // 打印加密后的数据
  96.         System.out.println("加密后的数据：" + encryptedData);
  97.  
  98.         // 使用私钥解密加密后的数据
  99.         String decryptedData = decrypt(encryptedData, privateKey);
  100.         // 打印解密后的数据
  101.         System.out.println("解密后的数据：" + decryptedData);
  102.     }
  103.  
  104. }

测试生成的公钥和私钥是否能用

  1. import java.security.KeyFactory;
  2. import java.security.PrivateKey;
  3. import java.security.PublicKey;
  4. import java.security.spec.PKCS8EncodedKeySpec;
  5. import java.security.spec.X509EncodedKeySpec;
  6. import java.util.Base64;
  7.  
  8. public class TestRsaKeys {
  9.     public static void main(String[] args) throws Exception {
  10.         // 替换成你的实际公钥和私钥
  11.         String publicKeyPEM = "公钥";
  12.         String privateKeyPEM = "私钥";
  13.  
  14.         // 解码公钥
  15.         byte[] publicBytes = Base64.getDecoder().decode(publicKeyPEM);
  16.         X509EncodedKeySpec publicSpec = new X509EncodedKeySpec(publicBytes);
  17.         KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance("RSA");
  18.         PublicKey publicKey = keyFactory.generatePublic(publicSpec);
  19.  
  20.         // 解码私钥
  21.         byte[] privateBytes = Base64.getDecoder().decode(privateKeyPEM);
  22.         PKCS8EncodedKeySpec privateSpec = new PKCS8EncodedKeySpec(privateBytes);
  23.         PrivateKey privateKey = keyFactory.generatePrivate(privateSpec);
  24.  
  25.         // 打印公钥和私钥
  26.         System.out.println("Public Key: " + publicKey);
  27.         System.out.println("Private Key: " + privateKey);
  28.     }
  29. }

将生成的公钥和私钥保存至yml文件

  1. security:
  2.   rsa:
  3.     public-key: 公钥
  4.     private-key: 私钥

相关工具类

  1. import org.springframework.stereotype.Component;
  2. import java.security.KeyFactory;
  3. import java.security.PrivateKey;
  4. import java.security.PublicKey;
  5. import java.security.spec.PKCS8EncodedKeySpec;
  6. import java.security.spec.X509EncodedKeySpec;
  7. import java.util.Base64;
  8. import javax.crypto.Cipher;
  9.  
  10. /**
  11.  * RSA工具类，提供RSA加密和解密的功能。
  12.  */
  13. @Component
  14. public class RsaUtil {
  15.     private final RsaKeyProperties rsaKeyProperties;
  16.     private PublicKey publicKey;
  17.     private PrivateKey privateKey;
  18.  
  19.     /**
  20.      * 构造函数，初始化RSA密钥对。
  21.      *
  22.      * @param rsaKeyProperties RSA密钥配置属性。
  23.      * @throws Exception 如果密钥加载失败。
  24.      */
  25.     public RsaUtil(RsaKeyProperties rsaKeyProperties) throws Exception {
  26.         this.rsaKeyProperties = rsaKeyProperties;
  27.         loadKeys();
  28.     }
  29.  
  30.     /**
  31.      * 加载RSA公钥和私钥。
  32.      *
  33.      * @throws Exception 如果密钥解码或实例化失败。
  34.      */
  35.     private void loadKeys() throws Exception {
  36.         // 清理公钥字符串中的换行符并解码
  37.         String publicKeyPEM = rsaKeyProperties.getPublicKey().replaceAll("\\n", "").replaceAll("\\r", "");
  38.         byte[] publicBytes = Base64.getDecoder().decode(publicKeyPEM);
  39.         X509EncodedKeySpec publicSpec = new X509EncodedKeySpec(publicBytes);
  40.         KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance("RSA");
  41.         this.publicKey = keyFactory.generatePublic(publicSpec);
  42.  
  43.         // 清理私钥字符串中的换行符并解码
  44.         String privateKeyPEM = rsaKeyProperties.getPrivateKey().replaceAll("\\n", "").replaceAll("\\r", "");
  45.         byte[] privateBytes = Base64.getDecoder().decode(privateKeyPEM);
  46.         PKCS8EncodedKeySpec privateSpec = new PKCS8EncodedKeySpec(privateBytes);
  47.         this.privateKey = keyFactory.generatePrivate(privateSpec);
  48.     }
  49.  
  50.     /**
  51.      * 使用RSA公钥加密数据。
  52.      *
  53.      * @param data 待加密的数据。
  54.      * @return 加密后的数据字符串。
  55.      * @throws Exception 如果加密失败。
  56.      */
  57.     public String encrypt(String data) throws Exception {
  58.         Cipher cipher = Cipher.getInstance("RSA");
  59.         cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, publicKey);
  60.         byte[] encryptedData = cipher.doFinal(data.getBytes("UTF-8"));
  61.         return Base64.getEncoder().encodeToString(encryptedData);
  62.     }
  63.  
  64.     /**
  65.      * 使用RSA私钥解密数据。
  66.      *
  67.      * @param encryptedData 待解密的加密数据字符串。
  68.      * @return 解密后的数据字符串。
  69.      * @throws Exception 如果解密失败。
  70.      */
  71.     public String decrypt(String encryptedData) throws Exception {
  72.         Cipher cipher = Cipher.getInstance("RSA");
  73.         cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, privateKey);
  74.         byte[] decodedData = Base64.getDecoder().decode(encryptedData);
  75.         byte[] decryptedData = cipher.doFinal(decodedData);
  76.         return new String(decryptedData, "UTF-8");
  77.     }
  78.  
  79. }
  1. import org.springframework.boot.context.properties.ConfigurationProperties;
  2. import org.springframework.context.annotation.Configuration;
  3.  
  4. /**
  5.  * RSA密钥配置类，用于存储和访问RSA公钥和私钥。
  6.  * 该类通过@ConfigurationProperties注解绑定到配置文件中以security.rsa为前缀的属性。
  7.  */
  8. @Configuration
  9. @ConfigurationProperties(prefix = "security.rsa")
  10. public class RsaKeyProperties {
  11.     // 存储RSA公钥
  12.     private String publicKey;
  13.     // 存储RSA私钥
  14.     private String privateKey;
  15.  
  16.     /**
  17.      * 获取RSA公钥。
  18.      *
  19.      * @return RSA公钥字符串
  20.      */
  21.     public String getPublicKey() {
  22.         return publicKey;
  23.     }
  24.  
  25.     /**
  26.      * 设置RSA公钥。
  27.      *
  28.      * @param publicKey RSA公钥字符串
  29.      */
  30.     public void setPublicKey(String publicKey) {
  31.         this.publicKey = publicKey;
  32.     }
  33.  
  34.     /**
  35.      * 获取RSA私钥。
  36.      *
  37.      * @return RSA私钥字符串
  38.      */
  39.     public String getPrivateKey() {
  40.         return privateKey;
  41.     }
  42.  
  43.     /**
  44.      * 设置RSA私钥。
  45.      *
  46.      * @param privateKey RSA私钥字符串
  47.      */
  48.     public void setPrivateKey(String privateKey) {
  49.         this.privateKey = privateKey;
  50.     }
  51.  
  52. }

测试

  1. import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
  2. import org.springframework.boot.CommandLineRunner;
  3. import org.springframework.boot.SpringApplication;
  4. import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
  5.  
  6. @SpringBootApplication
  7. public class SpringBootRsaApplication implements CommandLineRunner {
  8.  
  9.     @Autowired
  10.     private RsaUtil rsaUtil;
  11.  
  12.     public static void main(String[] args) {
  13.         SpringApplication.run(SpringBootRsaApplication.class, args);
  14.     }
  15.  
  16.     @Override
  17.     public void run(String... args) throws Exception {
  18.         String originalMessage = "测试一下RSA加密方法";
  19.         String encryptedMessage = rsaUtil.encrypt(originalMessage);
  20.         String decryptedMessage = rsaUtil.decrypt(encryptedMessage);
  21.  
  22.         System.out.println("原文：" + originalMessage);
  23.         System.out.println("加密后： " + encryptedMessage);
  24.         System.out.println("解密后：" + decryptedMessage);
  25.     }
  26.  
  27. }

运行结果

声明：本文内容由网友自发贡献，不代表【wpsshop博客】立场，版权归原作者所有，本站不承担相应法律责任。如您发现有侵权的内容，请联系我们。转载请注明出处：https://www.wpsshop.cn/w/繁依Fanyi0/article/detail/948516
推荐阅读
相关标签

Copyright © 2003-2013 www.wpsshop.cn 版权所有，并保留所有权利。

  

闽ICP备14008679号