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RSA

发表于: 2014-09-23   作者:120153216   来源:转载   浏览:
rsa
摘要: 需要的jar包:bcprov-jdk14-141.jar、bouncycastle.jar、commons-codec-1.6.jar、和jdk里自带的security和crypto   需要的jar包:bcprov-jdk14-141.jar、bouncycastle.jar、commons-codec-1.6.jar、和jdk里自带的security和crypto pack

需要的jar包:bcprov-jdk14-141.jar、bouncycastle.jar、commons-codec-1.6.jar、和jdk里自带的security和crypto

 

需要的jar包:bcprov-jdk14-141.jar、bouncycastle.jar、commons-codec-1.6.jar、和jdk里自带的security和crypto

package com.utils;

import java.math.BigInteger;
import java.security.InvalidParameterException;
import java.security.KeyFactory;
import java.security.KeyPair;
import java.security.KeyPairGenerator;
import java.security.NoSuchAlgorithmException;
import java.security.PrivateKey;
import java.security.Provider;
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 java.util.Date;

import javax.crypto.Cipher;

import org.apache.commons.codec.DecoderException;
import org.apache.commons.codec.binary.Hex;
import org.apache.commons.lang.StringUtils;
import org.apache.commons.lang.time.DateFormatUtils;
import org.bouncycastle.jce.provider.BouncyCastleProvider;
import org.slf4j.Logger;
import org.slf4j.LoggerFactory;

/**
 * RSA算法加密/解密工具类。
 * 
 * @author 
 * @version 
 */
public abstract class RSAUtils {

    private static final Logger LOGGER = LoggerFactory.getLogger(RSAUtils.class);

    /** 算法名称 */
    private static final String ALGORITHOM = "RSA";
    /**保存生成的密钥对的文件名称。 */
//  private static final String RSA_PAIR_FILENAME = "/__RSA_PAIR.txt";
    /** 密钥大小 */
    private static final int KEY_SIZE = 1024;
    /** 默认的安全服务提供者 */
    private static final Provider DEFAULT_PROVIDER = new BouncyCastleProvider();

    private static KeyPairGenerator keyPairGen = null;
    private static KeyFactory keyFactory = null;
    /** 缓存的密钥对。 */
    private static KeyPair oneKeyPair = null;

//  private static File rsaPairFile = null;

    static {
        try {
            keyPairGen = KeyPairGenerator.getInstance(ALGORITHOM, DEFAULT_PROVIDER);
            keyFactory = KeyFactory.getInstance(ALGORITHOM, DEFAULT_PROVIDER);
            generateKeyPair();
        } catch (NoSuchAlgorithmException ex) {
            LOGGER.error(ex.getMessage());
        }
//      rsaPairFile = new File(getRSAPairFilePath());
    }

    private RSAUtils() {}
    
    /** 返回已初始化的默认的公钥。*/
    public static RSAPublicKey getDefaultPublicKey() {
        KeyPair keyPair = getKeyPair();
        if(keyPair != null) {
            return (RSAPublicKey)keyPair.getPublic();
        }
        return null;
    }
    
    /** 返回已初始化的默认的私钥。*/
    public static RSAPrivateKey getDefaultPrivateKey() {
        KeyPair keyPair = getKeyPair();
        if(keyPair != null) {
            return (RSAPrivateKey)keyPair.getPrivate();
        }
        return null;
    }

    /**
     * 生成并返回RSA密钥对。
     */
    private static synchronized KeyPair generateKeyPair() {
        try {
            keyPairGen.initialize(KEY_SIZE, new SecureRandom(DateFormatUtils.format(new Date(), "yyyyMMdd").getBytes()));
            oneKeyPair = keyPairGen.generateKeyPair();
//          saveKeyPair(oneKeyPair);
            return oneKeyPair;
        } catch (InvalidParameterException ex) {
            LOGGER.error("KeyPairGenerator does not support a key length of " + KEY_SIZE + ".", ex);
        } catch (NullPointerException ex) {
            LOGGER.error("RSAUtils#KEY_PAIR_GEN is null, can not generate KeyPairGenerator instance.",
                    ex);
        }
        return null;
    }

    /**
     * 返回生成/读取的密钥对文件的路径。
     */
//    private static String getRSAPairFilePath() {
//        String urlPath = RSAUtils.class.getResource("/").getPath();
//        return (new File(urlPath).getParent() + RSA_PAIR_FILENAME);
//    }

    /**
     * 若需要创建新的密钥对文件,则返回 {@code true},否则 {@code false}。
     */
//    private static boolean isCreateKeyPairFile() {
//        // 是否创建新的密钥对文件
//        boolean createNewKeyPair = false;
//        if (!rsaPairFile.exists() || rsaPairFile.isDirectory()) {
//            createNewKeyPair = true;
//        }
//        return createNewKeyPair;
//    }

    /**
     * 将指定的RSA密钥对以文件形式保存。
     * 
     * @param keyPair 要保存的密钥对。
     */
//    private static void saveKeyPair(KeyPair keyPair) {
//        FileOutputStream fos = null;
//        ObjectOutputStream oos = null;
//        try {
//            fos = FileUtils.openOutputStream(rsaPairFile);
//            oos = new ObjectOutputStream(fos);
//            oos.writeObject(keyPair);
//        } catch (Exception ex) {
//            ex.printStackTrace();
//        } finally {
//        	IOUtils.closeQuietly(oos);
//            IOUtils.closeQuietly(fos);
//        }
//    }

    /**
     * 返回RSA密钥对。
     */
    public static KeyPair getKeyPair() {
        // 首先判断是否需要重新生成新的密钥对文件
//        if (isCreateKeyPairFile()) {
            // 直接强制生成密钥对文件,并存入缓存。
//            return generateKeyPair();
//        }
        if (oneKeyPair != null) {
            return oneKeyPair;
        }
        return null;
//        return readKeyPair();
    }
    
    // 同步读出保存的密钥对
//    private static KeyPair readKeyPair() {
//        FileInputStream fis = null;
//        ObjectInputStream ois = null;
//        try {
//            fis = FileUtils.openInputStream(rsaPairFile);
//            ois = new ObjectInputStream(fis);
//            oneKeyPair = (KeyPair) ois.readObject();
//            return oneKeyPair;
//        } catch (Exception ex) {
//            ex.printStackTrace();
//        } finally {
//            IOUtils.closeQuietly(ois);
//            IOUtils.closeQuietly(fis);
//        }
//        return null;
//    }

    /**
     * 根据给定的系数和专用指数构造一个RSA专用的公钥对象。
     * 
     * @param modulus 系数。
     * @param publicExponent 专用指数。
     * @return RSA专用公钥对象。
     */
    public static RSAPublicKey generateRSAPublicKey(byte[] modulus, byte[] publicExponent) {
        RSAPublicKeySpec publicKeySpec = new RSAPublicKeySpec(new BigInteger(modulus),
                new BigInteger(publicExponent));
        try {
            return (RSAPublicKey) keyFactory.generatePublic(publicKeySpec);
        } catch (InvalidKeySpecException ex) {
            LOGGER.error("RSAPublicKeySpec is unavailable.", ex);
        } catch (NullPointerException ex) {
            LOGGER.error("RSAUtils#KEY_FACTORY is null, can not generate KeyFactory instance.", ex);
        }
        return null;
    }

    /**
     * 根据给定的系数和专用指数构造一个RSA专用的私钥对象。
     * 
     * @param modulus 系数。
     * @param privateExponent 专用指数。
     * @return RSA专用私钥对象。
     */
    public static RSAPrivateKey generateRSAPrivateKey(byte[] modulus, byte[] privateExponent) {
        RSAPrivateKeySpec privateKeySpec = new RSAPrivateKeySpec(new BigInteger(modulus),
                new BigInteger(privateExponent));
        try {
            return (RSAPrivateKey) keyFactory.generatePrivate(privateKeySpec);
        } catch (InvalidKeySpecException ex) {
            LOGGER.error("RSAPrivateKeySpec is unavailable.", ex);
        } catch (NullPointerException ex) {
            LOGGER.error("RSAUtils#KEY_FACTORY is null, can not generate KeyFactory instance.", ex);
        }
        return null;
    }
    
    /**
     * 根据给定的16进制系数和专用指数字符串构造一个RSA专用的私钥对象。
     * 
     * @param modulus 系数。
     * @param privateExponent 专用指数。
     * @return RSA专用私钥对象。
     */
    public static RSAPrivateKey getRSAPrivateKey(String hexModulus, String hexPrivateExponent) {
        if(StringUtils.isBlank(hexModulus) || StringUtils.isBlank(hexPrivateExponent)) {
            if(LOGGER.isDebugEnabled()) {
                LOGGER.debug("hexModulus and hexPrivateExponent cannot be empty. RSAPrivateKey value is null to return.");
            }
            return null;
        }
        byte[] modulus = null;
        byte[] privateExponent = null;
        try {
            modulus = Hex.decodeHex(hexModulus.toCharArray());
            privateExponent = Hex.decodeHex(hexPrivateExponent.toCharArray());
        } catch(DecoderException ex) {
            LOGGER.error("hexModulus or hexPrivateExponent value is invalid. return null(RSAPrivateKey).");
        }
        if(modulus != null && privateExponent != null) {
            return generateRSAPrivateKey(modulus, privateExponent);
        }
        return null;
    }
    
    /**
     * 根据给定的16进制系数和专用指数字符串构造一个RSA专用的公钥对象。
     * 
     * @param modulus 系数。
     * @param publicExponent 专用指数。
     * @return RSA专用公钥对象。
     */
    public static RSAPublicKey getRSAPublidKey(String hexModulus, String hexPublicExponent) {
        if(StringUtils.isBlank(hexModulus) || StringUtils.isBlank(hexPublicExponent)) {
            if(LOGGER.isDebugEnabled()) {
                LOGGER.debug("hexModulus and hexPublicExponent cannot be empty. return null(RSAPublicKey).");
            }
            return null;
        }
        byte[] modulus = null;
        byte[] publicExponent = null;
        try {
            modulus = Hex.decodeHex(hexModulus.toCharArray());
            publicExponent = Hex.decodeHex(hexPublicExponent.toCharArray());
        } catch(DecoderException ex) {
            LOGGER.error("hexModulus or hexPublicExponent value is invalid. return null(RSAPublicKey).");
        }
        if(modulus != null && publicExponent != null) {
            return generateRSAPublicKey(modulus, publicExponent);
        }
        return null;
    }

    /**
     * 使用指定的公钥加密数据。
     * 
     * @param publicKey 给定的公钥。
     * @param data 要加密的数据。
     * @return 加密后的数据。
     */
    public static byte[] encrypt(PublicKey publicKey, byte[] data) throws Exception {
        Cipher ci = Cipher.getInstance(ALGORITHOM);
        ci.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, publicKey);
        return ci.doFinal(data);
    }

    /**
     * 使用指定的私钥解密数据。
     * 
     * @param privateKey 给定的私钥。
     * @param data 要解密的数据。
     * @return 原数据。
     */
    public static byte[] decrypt(PrivateKey privateKey, byte[] data) throws Exception {
        Cipher ci = Cipher.getInstance(ALGORITHOM);
        ci.init(Cipher.DECRYPT_MODE, privateKey);
        return ci.doFinal(data);
    }

    /**
     * 使用给定的公钥加密给定的字符串。
     * <p />
     * 若 {@code publicKey} 为 {@code null},或者 {@code plaintext} 为 {@code null} 则返回 {@code
     * null}。
     * 
     * @param publicKey 给定的公钥。
     * @param plaintext 字符串。
     * @return 给定字符串的密文。
     */
    public static String encryptString(PublicKey publicKey, String plaintext) {
        if (publicKey == null || plaintext == null) {
            return null;
        }
        byte[] data = plaintext.getBytes();
        try {
            byte[] en_data = encrypt(publicKey, data);
            return new String(Hex.encodeHex(en_data));
        } catch (Exception ex) {
            LOGGER.error(ex.getCause().getMessage());
        }
        return null;
    }
    
    /**
     * 使用默认的公钥加密给定的字符串。
     * <p />
     * 若{@code plaintext} 为 {@code null} 则返回 {@code null}。
     * 
     * @param plaintext 字符串。
     * @return 给定字符串的密文。
     */
    public static String encryptString(String plaintext) {
        if(plaintext == null) {
            return null;
        }
        byte[] data = plaintext.getBytes();
        KeyPair keyPair = getKeyPair();
        try {
            byte[] en_data = encrypt((RSAPublicKey)keyPair.getPublic(), data);
            return new String(Hex.encodeHex(en_data));
        } catch(NullPointerException ex) {
            LOGGER.error("keyPair cannot be null.");
        } catch(Exception ex) {
            LOGGER.error(ex.getCause().getMessage());
        }
        return null;
    }

    /**
     * 使用给定的私钥解密给定的字符串。
     * <p />
     * 若私钥为 {@code null},或者 {@code encrypttext} 为 {@code null}或空字符串则返回 {@code null}。
     * 私钥不匹配时,返回 {@code null}。
     * 
     * @param privateKey 给定的私钥。
     * @param encrypttext 密文。
     * @return 原文字符串。
     */
    public static String decryptString(PrivateKey privateKey, String encrypttext) {
        if (privateKey == null || StringUtils.isBlank(encrypttext)) {
            return null;
        }
        try {
            byte[] en_data = Hex.decodeHex(encrypttext.toCharArray());
            byte[] data = decrypt(privateKey, en_data);
            return new String(data);
        } catch (Exception ex) {
            LOGGER.error(String.format("\"%s\" Decryption failed. Cause: %s", encrypttext, ex.getCause().getMessage()));
        }
        return null;
    }
    
    /**
     * 使用默认的私钥解密给定的字符串。
     * <p />
     * 若{@code encrypttext} 为 {@code null}或空字符串则返回 {@code null}。
     * 私钥不匹配时,返回 {@code null}。
     * 
     * @param encrypttext 密文。
     * @return 原文字符串。
     */
    public static String decryptString(String encrypttext) {
        if(StringUtils.isBlank(encrypttext)) {
            return null;
        }
        KeyPair keyPair = getKeyPair();
        try {
            byte[] en_data = Hex.decodeHex(encrypttext.toCharArray());
            byte[] data = decrypt((RSAPrivateKey)keyPair.getPrivate(), en_data);
            return new String(data);
        } catch(NullPointerException ex) {
            LOGGER.error("keyPair cannot be null.");
        } catch (Exception ex) {
            LOGGER.error(String.format("\"%s\" Decryption failed. Cause: %s", encrypttext, ex.getMessage()));
        }
        return null;
    }
    
    /**
     * 使用默认的私钥解密由JS加密(使用此类提供的公钥加密)的字符串。
     * 
     * @param encrypttext 密文。
     * @return {@code encrypttext} 的原文字符串。
     */
    public static String decryptStringByJs(String encrypttext) {
        String text = decryptString(encrypttext);
        if(text == null) {
            return null;
        }
        return StringUtils.reverse(text);
    }
    
    public static void main(String[] args) {
    	RSAPublicKey publicKey = RSAUtils.getDefaultPublicKey();
    	RSAPrivateKey privateKey = RSAUtils.getDefaultPrivateKey();
//    	BASE64Encoder base64 = new BASE64Encoder();
    	System.out.println(new String(Hex.encodeHex(publicKey.getEncoded())));
//    	System.out.println(base64.encode(publicKey.getEncoded()));
//    	System.out.println(new String(Hex.encodeHex(publicKey.getModulus().toByteArray())));
//    	System.out.println(new String(Hex.encodeHex(publicKey.getPublicExponent().toByteArray())));
//    	System.out.println(new String(Hex.encodeHex(privateKey.getEncoded())));
    	System.out.println(new String(Hex.encodeHex(privateKey.getModulus().toByteArray())));
    	System.out.println(new String(Hex.encodeHex(privateKey.getPrivateExponent().toByteArray())));
    	
//    	String encryptString = encryptString("zhangyu jin xiu lu");
//    	System.out.println(encryptString);
//    	
//    	String decryptString = decryptString(encryptString);
//    	System.out.println(decryptString);
//
//    	String oldString = "776c6227110965d85d51a4e802ca44265fc2464b21d74ab66b88d260b0f1fd0e70eb91be64bf56dedf56b187207e3ead888cfcf812ff3f9b2a3666d26acf356250f6e390d1b8cac20585f50ccdf9474700f30b0c0774ca49b293125c708afcf7b0791c1be259bbf75aa9c236f7b6fd31a84767e6d4edd612eb846f05e4fad950";
//   	decryptString = decryptString(oldString);
//    	System.out.println(decryptString);
//      RSAPublicKey publicKey = RSAUtils.getDefaultPublicKey();
//      json.put("modulus", new String(Hex.encodeHex(publicKey.getModulus().toByteArray())));
	}
}

 

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