【笔记】RSA非对称加密的应用

简单说明

非对称加密算法中引入了公钥私钥的概念,他们一一对应,使用公钥加密只能使用对应私钥解密,反之亦然,非对称即是如此。
RSA是一种典型非对称加密算法,它是由三位数学家(Rivest、Shamir、Adleman)设计出来的。

应用场景

  1. 签名验证
    私钥用于加密签名,公钥用于验签,签名和加密作用不同,签名并不是为了保密,而是为了保证数据是由特定的某个人提供,而不是被其它人伪造,所以私钥的私有性就适合用在签名用途上。
  2. 加密
    公钥用于加密,私钥用于解密,因为公钥是公开的,很多人可以持有公钥。若用私钥加密,那所有持有公钥的人都可以进行解密,这是不安全的

RSA密钥生成方法

这里我们选择使用openssl工具生成,操作步骤如下:

  1. 生成密钥
    openssl genrsa -out rsa_pri_key.pem 1024

    说明: 其中1024是指密钥长度,密钥长度越长被暴力破解难度越大,长度可选 1024 / 2048 / 3072 / 4096
  2. 将密钥转换为PKCS8格式
    openssl pkcs8 -topk8 -inform PEM -in test_pri_key.pem -outform pem -nocrypt -out test_pri_key_pkcs8.pem
    在这里插入图片描述
    说明: PKCS8是一种密钥存储机制,他在PKCS1标准上进行了加固
  3. 生成公钥
    openssl rsa -in test_pri_key.pem -pubout -out test_public_key.pem
    在这里插入图片描述

JAVA调用

说明:代码中的私钥(privateKeyStr)和公钥内容(publicKeyStr)要去头去尾,即移除-----BEGIN…头尾部分

1.加载密钥,并使用私钥加密数据

private static RSAPrivateKey loadPrivateKeyByStr(String privateKeyStr)
        throws NoSuchAlgorithmException, InvalidKeySpecException {
    byte[] buffer = Base64.decodeBase64(privateKeyStr);
    PKCS8EncodedKeySpec keySpec = new PKCS8EncodedKeySpec(buffer);
    KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance("RSA");
    return (RSAPrivateKey) keyFactory.generatePrivate(keySpec);
}

private static byte[] encryptByPrivateKey(byte[] bb, PrivateKey key) throws NoSuchAlgorithmException,
        NoSuchPaddingException, IllegalBlockSizeException, BadPaddingException, InvalidKeyException {
    Cipher cipher = Cipher.getInstance("RSA/ECB/PKCS1Padding");
    cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key);
    byte[] doFinal = cipher.doFinal(bb);
    return doFinal;
}

2.加载公钥,通过公钥解密数据

private static RSAPublicKey loadPublicKeyByStr(String publicKeyStr)
        throws NoSuchAlgorithmException, InvalidKeySpecException {
    byte[] buffer = Base64.decodeBase64(publicKeyStr);
    KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance("RSA");
    X509EncodedKeySpec keySpec = new X509EncodedKeySpec(buffer);
    RSAPublicKey publicKey = (RSAPublicKey) keyFactory.generatePublic(keySpec);
    return publicKey;
}

private static byte[] decryptByPublicKey(byte[] b, PublicKey key) throws NoSuchAlgorithmException,
        NoSuchPaddingException, InvalidKeyException, IllegalBlockSizeException, BadPaddingException {
    Cipher cipher = Cipher.getInstance("RSA/ECB/PKCS1Padding");
    cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key);
    return cipher.doFinal(b);
}

路漫漫其修远兮,吾将上下而求索。

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