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漫谈Java加密技术（四）

    RSA

    这种算法1978年就出现了，它是第一个既能用于数据加密也能用于数字签名的算法。它易于理解和操作，也很流行。算法的名字以发明者的名字命名：Ron Rivest， AdiShamir 和Leonard Adleman.这种加密算法的特点主要是密钥的变化，上文我们看到DES只有一个密钥。相当于只有一把钥匙，如果这把钥匙丢了，数据也就不安全了。RSA同时有两把钥匙，公钥与私钥。同时支持数字签名。数字签名的意义在于，对传输过来的数据进行校验。确保数据在传输工程中不被修改。

    流程分析：

    1、甲方构建密钥对儿，将公钥公布给乙方，将私钥保留。

    2、甲方使用私钥加密数据，然后用私钥对加密后的数据签名，发送给乙方签名以及加密后的数据；乙方使用公钥、签名来验证待解密数据是否有效，如果有效使用公钥对数据解密。

    3、乙方使用公钥加密数据，向甲方发送经过加密后的数据；甲方获得加密数据，通过私钥解密。

    通过java代码实现如下：

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.Signature;   
 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;   
  
 /**   
 * RSA安全编码组件  
 *   
 *  @author  梁栋   http://www.bt285.cn   http://www.5a520.cn  
 *  @version  1.0  
 *  @since  1.0  
  */   
 public   abstract   class  RSACoder  extends  Coder  {   
     public   static   final  String KEY_ALGORITHM  =   " RSA " ;   
     public   static   final  String SIGNATURE_ALGORITHM  =   " MD5withRSA " ;   
  
     private   static   final  String PUBLIC_KEY  =   " RSAPublicKey " ;   
     private   static   final  String PRIVATE_KEY  =   " RSAPrivateKey " ;   
  
     /**   
     * 用私钥对信息生成数字签名  
     *   
     *  @param  data  
     *            加密数据  
     *  @param  privateKey  
     *            私钥  
     *   
     *  @return   
     *  @throws  Exception  
      */   
     public   static  String sign( byte [] data, String privateKey)  throws  Exception  {   
         //  解密由base64编码的私钥   
         byte [] keyBytes  =  decryptBASE64(privateKey);   
  
         //  构造PKCS8EncodedKeySpec对象   
        PKCS8EncodedKeySpec pkcs8KeySpec  =   new  PKCS8EncodedKeySpec(keyBytes);   
  
         //  KEY_ALGORITHM 指定的加密算法   
        KeyFactory keyFactory  =  KeyFactory.getInstance(KEY_ALGORITHM);   
  
         //  取私钥匙对象   
        PrivateKey priKey  =  keyFactory.generatePrivate(pkcs8KeySpec);   
  
         //  用私钥对信息生成数字签名   
        Signature signature  =  Signature.getInstance(SIGNATURE_ALGORITHM);   
        signature.initSign(priKey);   
        signature.update(data);   
  
         return  encryptBASE64(signature.sign());   
    }    
  
     /**   
     * 校验数字签名  
     *   
     *  @param  data  
     *            加密数据  
     *  @param  publicKey  
     *            公钥  
     *  @param  sign  
     *            数字签名  
     *   
     *  @return  校验成功返回true 失败返回false  
     *  @throws  Exception  
     *   
      */   
     public   static   boolean  verify( byte [] data, String publicKey, String sign)   
             throws  Exception  {   
  
         //  解密由base64编码的公钥   
         byte [] keyBytes  =  decryptBASE64(publicKey);   
  
         //  构造X509EncodedKeySpec对象   
        X509EncodedKeySpec keySpec  =   new  X509EncodedKeySpec(keyBytes);   
  
         //  KEY_ALGORITHM 指定的加密算法   
        KeyFactory keyFactory  =  KeyFactory.getInstance(KEY_ALGORITHM);   
  
         //  取公钥匙对象   
        PublicKey pubKey  =  keyFactory.generatePublic(keySpec);   
  
        Signature signature  =  Signature.getInstance(SIGNATURE_ALGORITHM);   
        signature.initVerify(pubKey);   
        signature.update(data);   
  
         //  验证签名是否正常   
         return  signature.verify(decryptBASE64(sign));   
    }    
  
     /**   
     * 解密<br>  
     * 用私钥解密   http://www.5a520.cn   http://www.feng123.com
     *   
     *  @param  data  
     *  @param  key  
     *  @return   
     *  @throws  Exception  
      */   
     public   static   byte [] decryptByPrivateKey( byte [] data, String key)   
             throws  Exception  {   
         //  对密钥解密   
         byte [] keyBytes  =  decryptBASE64(key);   
  
         //  取得私钥   
        PKCS8EncodedKeySpec pkcs8KeySpec  =   new  PKCS8EncodedKeySpec(keyBytes);   
        KeyFactory keyFactory  =  KeyFactory.getInstance(KEY_ALGORITHM);   
        Key privateKey  =  keyFactory.generatePrivate(pkcs8KeySpec);   
  
         //  对数据解密   
        Cipher cipher  =  Cipher.getInstance(keyFactory.getAlgorithm());   
        cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, privateKey);   
  
         return  cipher.doFinal(data);   
    }    
  
     /**   
     * 解密<br>  
     * 用私钥解密  
     *   
     *  @param  data  
     *  @param  key  
     *  @return   
     *  @throws  Exception  
      */   
     public   static   byte [] decryptByPublicKey( byte [] data, String key)   
             throws  Exception  {   
         //  对密钥解密   
         byte [] keyBytes  =  decryptBASE64(key);   
  
         //  取得公钥   
        X509EncodedKeySpec x509KeySpec  =   new  X509EncodedKeySpec(keyBytes);   
        KeyFactory keyFactory  =  KeyFactory.getInstance(KEY_ALGORITHM);   
        Key publicKey  =  keyFactory.generatePublic(x509KeySpec);   
  
         //  对数据解密   
        Cipher cipher  =  Cipher.getInstance(keyFactory.getAlgorithm());   
        cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, publicKey);   
  
         return  cipher.doFinal(data);   
    }    
  
     /**   
     * 加密<br>  
     * 用公钥加密  
     *   
     *  @param  data  
     *  @param  key  
     *  @return   
     *  @throws  Exception  
      */   
     public   static   byte [] encryptByPublicKey( byte [] data, String key)   
             throws  Exception  {   
         //  对公钥解密   
         byte [] keyBytes  =  decryptBASE64(key);   
  
         //  取得公钥   
        X509EncodedKeySpec x509KeySpec  =   new  X509EncodedKeySpec(keyBytes);   
        KeyFactory keyFactory  =  KeyFactory.getInstance(KEY_ALGORITHM);   
        Key publicKey  =  keyFactory.generatePublic(x509KeySpec);   
  
         //  对数据加密   
        Cipher cipher  =  Cipher.getInstance(keyFactory.getAlgorithm());   
        cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, publicKey);   
  
         return  cipher.doFinal(data);   
    }    
  
     /**   
     * 加密<br>  
     * 用私钥加密  
     *   
     *  @param  data  
     *  @param  key  
     *  @return   
     *  @throws  Exception  
      */   
     public   static   byte [] encryptByPrivateKey( byte [] data, String key)   
             throws  Exception  {   
         //  对密钥解密   
         byte [] keyBytes  =  decryptBASE64(key);   
  
         //  取得私钥   
        PKCS8EncodedKeySpec pkcs8KeySpec  =   new  PKCS8EncodedKeySpec(keyBytes);   
        KeyFactory keyFactory  =  KeyFactory.getInstance(KEY_ALGORITHM);   
        Key privateKey  =  keyFactory.generatePrivate(pkcs8KeySpec);   
  
         //  对数据加密   
        Cipher cipher  =  Cipher.getInstance(keyFactory.getAlgorithm());   
        cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, privateKey);   
  
         return  cipher.doFinal(data);   
    }    
  
     /**   
     * 取得私钥  
     *   
     *  @param  keyMap  
     *  @return   
     *  @throws  Exception  
      */   
     public   static  String getPrivateKey(Map < String, Object >  keyMap)   
             throws  Exception  {   
        Key key  =  (Key) keyMap.get(PRIVATE_KEY);   
  
         return  encryptBASE64(key.getEncoded());   
    }    
  
     /**   
     * 取得公钥  
     *   
     *  @param  keyMap  
     *  @return   
     *  @throws  Exception  
      */   
     public   static  String getPublicKey(Map < String, Object >  keyMap)   
             throws  Exception  {   
        Key key  =  (Key) keyMap.get(PUBLIC_KEY);   
  
         return  encryptBASE64(key.getEncoded());   
    }    
  
     /**   
     * 初始化密钥  
     *   
     *  @return   
     *  @throws  Exception  
      */   
     public   static  Map < String, Object >  initKey()  throws  Exception  {   
        KeyPairGenerator keyPairGen  =  KeyPairGenerator   
                .getInstance(KEY_ALGORITHM);   
        keyPairGen.initialize( 1024 );   
  
        KeyPair keyPair  =  keyPairGen.generateKeyPair();   
  
         //  公钥   
        RSAPublicKey publicKey  =  (RSAPublicKey) keyPair.getPublic();   
  
         //  私钥   
        RSAPrivateKey privateKey  =  (RSAPrivateKey) keyPair.getPrivate();   
  
        Map < String, Object >  keyMap  =   new  HashMap < String, Object > ( 2 );   
  
        keyMap.put(PUBLIC_KEY, publicKey);   
        keyMap.put(PRIVATE_KEY, privateKey);   
         return  keyMap;   
    }    
}  

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