RSA加密算法的简单案例

RSA加密算法是目前最有影响力的公钥加密算法，它能够抵抗到目前为止已知的绝大多数密码***。

那关于RSA加密算法有哪些应用呢？以下举一个数据库身份验证的案例。

在使用数据集进行身份认证时，密码存在数据库中，认证时用户输入的密码与数据库中密码相同则认证通过，若数据库被破解了则对系统造成威胁，怎样保证系统安全呢？这里就可以应用RSA加密算法，对权限加密。

思路：

就是在url中传用户名密码时，先把用户名进行翻转，然后再进行加密，如输入的密码为12，实际后台进行加密的值为21，再与数据库进行验证，这样就可以避免数据库被破解查看到的是21的加密码，登陆系统时以21是无法登陆成功的。

以报表软件FineReport为例，这是一个能读取各类数据库的报表软件，分客户端和前端展示。

实现方案：

1、把RSA加密使用的第三方包，放到工程web-inf/lib文件夹下即可。

2、调用js文件

RSA文件夹为前端js加密时需要调用js文件，因此需要将Barrett.js、BigInt.js、RSA.js放到工程目录下如：WebReport/js，新建js文件夹放入js文件。

3、定义RSA加密类

定义RSAUtil.java类文件，先运行类中generateKeyPair()方法，会在服务器D盘中生成一个随机的RSAKey.txt文件，保存公钥和密钥，每访问一次这个方法会刷新一次txt文件。

package com.fr.privilege;import java.io.ByteArrayOutputStream;import java.io.FileInputStream;import java.io.FileOutputStream;import java.io.ObjectInputStream;import java.io.ObjectOutputStream;import java.math.BigInteger;import java.security.KeyFactory;import java.security.KeyPair;import java.security.KeyPairGenerator;import java.security.NoSuchAlgorithmException;import java.security.PrivateKey;import java.security.PublicKey;import java.security.SecureRandom;import java.security.interfaces.RSAPrivateKey;import java.security.interfaces.RSAPublicKey;import java.security.spec.InvalidKeySpecException;import java.security.spec.RSAPrivateKeySpec;import java.security.spec.RSAPublicKeySpec;import javax.crypto.Cipher;/** * RSA 工具类。提供加密，解密，生成密钥对等方法。 * 需要到http://www.bouncycastle.org下载bcprov-jdk14-123.jar。 *  */public class RSAUtil {        /**         * * 生成密钥对 *         *          * @return KeyPair *         * @throws EncryptException         */        public static KeyPair generateKeyPair() throws Exception {                try {                        KeyPairGenerator keyPairGen = KeyPairGenerator.getInstance("RSA",                                        new org.bouncycastle.jce.provider.BouncyCastleProvider());                        final int KEY_SIZE = 1024;// 没什么好说的了，这个值关系到块加密的大小，可以更改，但是不要太大，否则效率会低                        keyPairGen.initialize(KEY_SIZE, new SecureRandom());                        KeyPair keyPair = keyPairGen.generateKeyPair();                        saveKeyPair(keyPair);                        return keyPair;                } catch (Exception e) {                        throw new Exception(e.getMessage());                }        }        public static KeyPair getKeyPair() throws Exception {                FileInputStream fis = new FileInputStream("C:/RSAKey.txt");                ObjectInputStream oos = new ObjectInputStream(fis);                KeyPair kp = (KeyPair) oos.readObject();                oos.close();                fis.close();                return kp;        }        public static void saveKeyPair(KeyPair kp) throws Exception {                FileOutputStream fos = new FileOutputStream("C:/RSAKey.txt");                ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(fos);                // 生成密钥                oos.writeObject(kp);                oos.close();                fos.close();        }        /**         * * 生成公钥 *         *          * @param modulus *         * @param publicExponent *         * @return RSAPublicKey *         * @throws Exception         */        public static RSAPublicKey generateRSAPublicKey(byte[] modulus,                        byte[] publicExponent) throws Exception {                KeyFactory keyFac = null;                try {                        keyFac = KeyFactory.getInstance("RSA",                                        new org.bouncycastle.jce.provider.BouncyCastleProvider());                } catch (NoSuchAlgorithmException ex) {                        throw new Exception(ex.getMessage());                }                RSAPublicKeySpec pubKeySpec = new RSAPublicKeySpec(new BigInteger(                                modulus), new BigInteger(publicExponent));                try {                        return (RSAPublicKey) keyFac.generatePublic(pubKeySpec);                } catch (InvalidKeySpecException ex) {                        throw new Exception(ex.getMessage());                }        }        /**         * * 生成私钥 *         *          * @param modulus *         * @param privateExponent *         * @return RSAPrivateKey *         * @throws Exception         */        public static RSAPrivateKey generateRSAPrivateKey(byte[] modulus,                        byte[] privateExponent) throws Exception {                KeyFactory keyFac = null;                try {                        keyFac = KeyFactory.getInstance("RSA",                                        new org.bouncycastle.jce.provider.BouncyCastleProvider());                } catch (NoSuchAlgorithmException ex) {                        throw new Exception(ex.getMessage());                }                RSAPrivateKeySpec priKeySpec = new RSAPrivateKeySpec(new BigInteger(                                modulus), new BigInteger(privateExponent));                try {                        return (RSAPrivateKey) keyFac.generatePrivate(priKeySpec);                } catch (InvalidKeySpecException ex) {                        throw new Exception(ex.getMessage());                }        }        /**         * * 加密 *         *          * @param key         *            加密的密钥 *         * @param data         *            待加密的明文数据 *         * @return 加密后的数据 *         * @throws Exception         */        public static byte[] encrypt(PublicKey pk, byte[] data) throws Exception {                try {                        Cipher cipher = Cipher.getInstance("RSA",                                        new org.bouncycastle.jce.provider.BouncyCastleProvider());                        cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, pk);                        int blockSize = cipher.getBlockSize();// 获得加密块大小，如：加密前数据为128个byte，而key_size=1024                        // 加密块大小为127                        // byte,加密后为128个byte;因此共有2个加密块，第一个127                        // byte第二个为1个byte                        int outputSize = cipher.getOutputSize(data.length);// 获得加密块加密后块大小                        int leavedSize = data.length % blockSize;                        int blocksSize = leavedSize != 0 ? data.length / blockSize + 1                                        : data.length / blockSize;                        byte[] raw = new byte[outputSize * blocksSize];                        int i = 0;                        while (data.length - i * blockSize > 0) {                                if (data.length - i * blockSize > blockSize)                                        cipher.doFinal(data, i * blockSize, blockSize, raw, i                                                        * outputSize);                                else                                        cipher.doFinal(data, i * blockSize, data.length - i                                                        * blockSize, raw, i * outputSize);                                // 这里面doUpdate方法不可用，查看源代码后发现每次doUpdate后并没有什么实际动作除了把byte[]放到                                // ByteArrayOutputStream中，而最后doFinal的时候才将所有的byte[]进行加密，可是到了此时加密块大小很可能已经超出了                                // OutputSize所以只好用dofinal方法。                                i++;                        }                        return raw;                } catch (Exception e) {                        throw new Exception(e.getMessage());                }        }        /**         * * 解密 *         *          * @param key         *            解密的密钥 *         * @param raw         *            已经加密的数据 *         * @return 解密后的明文 *         * @throws Exception         */        public static byte[] decrypt(PrivateKey pk, byte[] raw) throws Exception {                try {                        Cipher cipher = Cipher.getInstance("RSA",                                        new org.bouncycastle.jce.provider.BouncyCastleProvider());                        cipher.init(cipher.DECRYPT_MODE, pk);                        int blockSize = cipher.getBlockSize();                        ByteArrayOutputStream bout = new ByteArrayOutputStream(64);                        int j = 0;                        while (raw.length - j * blockSize > 0) {                                bout.write(cipher.doFinal(raw, j * blockSize, blockSize));                                j++;                        }                        return bout.toByteArray();                } catch (Exception e) {                        throw new Exception(e.getMessage());                }        }        /**         * * *         *          * @param args *         * @throws Exception         */        public static void main(String[] args) throws Exception {                RSAPublicKey rsap = (RSAPublicKey) RSAUtil.generateKeyPair()                                .getPublic();                String test = "hello world";                byte[] en_test = encrypt(getKeyPair().getPublic(), test.getBytes());                System.out.println("123:" + new String(en_test));                byte[] de_test = decrypt(getKeyPair().getPrivate(), en_test);                System.out.println(new String(de_test));        }}

4、定义密码验证类

定义TestPasswordValidatorRSA.java密码验证类

定义一个类，命名为TestPasswordValidatorRSA.java，扩展于AbstractPasswordValidator，重写其中密码验证方法encodePassword，先把输入的密码进行翻转，然后再进行加密，返回密码进行验证，具体代码如下：

package com.fr.privilege;  import com.fr.privilege.providers.dao.AbstractPasswordValidator;  public class TestPasswordValidatorRSA extends AbstractPasswordValidator{      //@Override    public String encodePassword( String clinetPassword) {            try {                    //对密码进行翻转如输入ab翻转后为ba                    StringBuffer sb = new StringBuffer();                  sb.append(new String(clinetPassword));                String bb = sb.reverse().toString();                    //进行加密                    byte[] en_test = RSAUtil.encrypt(RSAUtil.getKeyPair().getPublic(),bb.getBytes());                                   //进行解密，如果数据库里面保存的是加密码，则此处不需要进行解密                    byte[] de_test = RSAUtil.decrypt(RSAUtil.getKeyPair().getPrivate(),en_test);                      //返回加密密码                    clinetPassword=new String(de_test);                                } catch (Exception e) {                        // TODO Auto-generated catch block                        e.printStackTrace();                }                return clinetPassword; //即获取加密密码再与数据库密码匹配。      }        @Override        public boolean validatePassword(String arg0, String arg1) {                // TODO Auto-generated method stub                return false;        }}

5、编译类文件

首先编译RSAUtil.java类文件在服务器的D盘生成RSAKey.txt文件，再编译TestPasswordValidatorRSA.java类，把编译后的class文件放到项目工程web-inf/classes/com/fr/privilege文件夹中。

6、登陆Login.jsp页面设置

客户端请求到登录页面，随机生成一字符串，此随机字符串作为密钥加密密码，如下代码：

<%@page contentType="text/html" pageEncoding="UTF-8"%><%@page import="com.fr.privilege.providers.dao.RSAUtil"%><%!public String Testmo() {                String module = "";                try {                        java.security.interfaces.RSAPublicKey rsap = (java.security.interfaces.RSAPublicKey) RSAUtil                                        .getKeyPair().getPublic();                        module = rsap.getModulus().toString(16);                } catch (Exception e) {                        // TODO Auto-generated catch block                        e.printStackTrace();                }                return module;        }%><%!public String Testem() {                String empoent = "";                try {                        java.security.interfaces.RSAPublicKey rsap = (java.security.interfaces.RSAPublicKey) RSAUtil                                        .getKeyPair().getPublic();                        empoent = rsap.getPublicExponent().toString(16);                } catch (Exception e) {                        // TODO Auto-generated catch block                        e.printStackTrace();                }                return empoent;        }%>                                                                                                                        
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