原创｜RSA加密详解，京东登录页面都在用的加密有什么好？

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前言

在以前的一个项目中，觉得登录注册的加密方式不安全，需要改造一下，就用到了RSA加密。网上都说它是最安全的，现有的技术是无法破解的。我知道的京东的登录和国寿的登录都是用的这个加密。我想整理一下，肯定会有人用的到的。

  • RSA加密的介绍
  • RSA加密的好处
  • RSA加密和解密的讲解
  • RSA签名和验签的讲解
  • RSA测试
  • RSA加密的应用


一、RSA加密的介绍

RSA加密算法是一种非对称加密算法。在公开密钥加密和电子商业中RSA被广泛使用。RSA是1977年由罗纳德·李维斯特（Ron Rivest）、阿迪·萨莫尔（Adi Shamir）和伦纳德·阿德曼（Leonard Adleman）一起提出的。当时他们三人都在麻省理工学院工作。RSA就是他们三人姓氏开头字母拼在一起组成的。


对极大整数做因数分解的难度决定了RSA算法的可靠性。换言之，对一极大整数做因数分解愈困难，RSA算法愈可靠。假如有人找到一种快速因数分解的算法的话，那么用RSA加密的信息的可靠性就肯定会极度下降。但找到这样的算法的可能性是非常小的。今天只有短的RSA钥匙才可能被强力方式解破。到目前为止，世界上还没有任何可靠的攻击RSA算法的方式。只要其钥匙的长度足够长，用RSA加密的信息实际上是不能被解破的。


二、RSA加密的好处

要说它的好处，觉得有必要先说一下常用的几种加密的方式的劣势。

MD5加密在开发中用的比较多，一般应用在登录密码的加密或者接口的验签。同样的参数，它的加密结果是一样的，如果密码相对简单，被盗取的话，通过大数据是可以查询的你的铭文密码的。因为它是不可解密的，所以在接口也只能作为验签使用，而不能对数据进行加密传输。

base64加密因为是可以反解密的，所以它就谈不上安全了。

AES加密是我们接口对接一直在用的，它是对称加密，要求key是一样的，容易造成key的泄露。没有RES加密显的安全。

RSA加密，它是非对称的加密算法，也就是加密的秘钥（公钥）和解密的秘钥（私钥）是不一样的。并且相同的参数每次加密的结果都不一样，这样可以保证你的数据即使被盗取了，也没有办法通过大数据的方法到你的明文数据。在对接的过程中，暴露的永远是你的公钥，所以数据是绝对安全的。

三、RSA加密的讲解

加密是为了防止信息泄露。

RSA加密的公钥和私钥的长度是可以定义的，目前是没有上限。主流密钥长度至少都是1024bits以上，也就是最少128个字节（bytes）,少于这个长度会有安全问题。

RSA加密明文的长度不能大于秘钥的长度，但是由于明文长度小于秘钥长度的时候，需要进行填充（padding）占用11字节，所以0<加密明文的长度<秘钥长度-1

这里我们定义秘钥的长度为1024bits


//RSA最大加密明文大小
private static final int MAX_ENCRYPT_BLOCK = 117;
// RSA最大解密密文大小
private static final int MAX_DECRYPT_BLOCK = 128;
// 获取密钥对
public static KeyPair getKeyPair() throws Exception {
 KeyPairGenerator generator = KeyPairGenerator.getInstance("RSA");
 generator.initialize(1024);//定义秘钥长度为1024
 return generator.generateKeyPair();
}
 
// 获取私钥
public static PrivateKey getPrivateKey(String privateKey) throws Exception {
 KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance("RSA");
 byte[] decodedKey = Base64.decodeBase64(privateKey.getBytes());
 PKCS8EncodedKeySpec keySpec = new PKCS8EncodedKeySpec(decodedKey);
 return keyFactory.generatePrivate(keySpec);
 }
 
//获取公钥
public static PublicKey getPublicKey(String publicKey) throws Exception {
 KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance("RSA");
 byte[] decodedKey = Base64.decodeBase64(publicKey.getBytes());
 X509EncodedKeySpec keySpec = new X509EncodedKeySpec(decodedKey);
 return keyFactory.generatePublic(keySpec);
 }


因为加密的明文长度不能大于117，所以长度大于117的明文，可以分段加密和解密。

//RSA加密
 public static String encrypt(String data, PublicKey publicKey) throws Exception {
 Cipher cipher = Cipher.getInstance("RSA");
 cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, publicKey);
 int inputLen = data.getBytes().length;
 ByteArrayOutputStream out = new ByteArrayOutputStream();
 int offset = 0;
 byte[] cache;
 int i = 0;
 // 对数据分段加密
 while (inputLen - offset > 0) {
 if (inputLen - offset > MAX_ENCRYPT_BLOCK) {
 cache = cipher.doFinal(data.getBytes(), offset, MAX_ENCRYPT_BLOCK);
 } else {
 cache = cipher.doFinal(data.getBytes(), offset, inputLen - offset);
 }
 out.write(cache, 0, cache.length);
 i++;
 offset = i * MAX_ENCRYPT_BLOCK;
 }
 byte[] encryptedData = out.toByteArray();
 out.close();
 // 获取加密内容使用base64进行编码,并以UTF-8为标准转化成字符串
 // 加密后的字符串
 return new String(Base64.encodeBase64String(encryptedData));
}
 
 //RSA解密
 public static String decrypt(String data, PrivateKey privateKey) throws Exception {
 Cipher cipher = Cipher.getInstance("RSA");
 cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, privateKey);
 byte[] dataBytes = Base64.decodeBase64(data);
 int inputLen = dataBytes.length;
 ByteArrayOutputStream out = new ByteArrayOutputStream();
 int offset = 0;
 byte[] cache;
 int i = 0;
 // 对数据分段解密
 while (inputLen - offset > 0) {
 if (inputLen - offset > MAX_DECRYPT_BLOCK) {
 cache = cipher.doFinal(dataBytes, offset, MAX_DECRYPT_BLOCK);
 } else {
 cache = cipher.doFinal(dataBytes, offset, inputLen - offset);
 }
 out.write(cache, 0, cache.length);
 i++;
 offset = i * MAX_DECRYPT_BLOCK;
 }
 byte[] decryptedData = out.toByteArray();
 out.close();
 // 解密后的内容 
 return new String(decryptedData, "UTF-8");
 }


四、RSA签名的讲解

签名是为了防止信息被串改。签名的的公钥的公开的。

A给B传递消息，A通过私钥把对数据加签，形成签名，把签名和数据给B。

B获取签名和数据，通过公钥验签，如果为true，表示是A发送的消息，否则不是。


//签名
 public static String sign(String data, PrivateKey privateKey) throws Exception {
 byte[] keyBytes = privateKey.getEncoded();
 PKCS8EncodedKeySpec keySpec = new PKCS8EncodedKeySpec(keyBytes);
 KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance("RSA");
 PrivateKey key = keyFactory.generatePrivate(keySpec);
 Signature signature = Signature.getInstance("MD5withRSA");
 signature.initSign(key);
 signature.update(data.getBytes());
 return new String(Base64.encodeBase64(signature.sign()));
 }
 
//验签
 public static boolean verify(String srcData, PublicKey publicKey, String sign) throws Exception {
 byte[] keyBytes = publicKey.getEncoded();
 X509EncodedKeySpec keySpec = new X509EncodedKeySpec(keyBytes);
 KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance("RSA");
 PublicKey key = keyFactory.generatePublic(keySpec);
 Signature signature = Signature.getInstance("MD5withRSA");
 signature.initVerify(key);
 signature.update(srcData.getBytes());
 return signature.verify(Base64.decodeBase64(sign.getBytes()));
 }


注意：修改秘钥长度，需要同步修改最大解密密文大小

五、RSA测试

public static void main(String[] args) {
 try {
 // 生成密钥对
 KeyPair keyPair = getKeyPair();
 String privateKey = new String(Base64.encodeBase64(keyPair.getPrivate().getEncoded()));
 System.out.println("私钥:" + privateKey);
 String publicKey = new String(Base64.encodeBase64(keyPair.getPublic().getEncoded()));
 System.out.println("公钥:" + publicKey);
 // RSA加密
 String data = "小名登录密码";
 String encryptData = encrypt(data, getPublicKey(publicKey));
 System.out.println("加密后内容:" + encryptData);
 // RSA解密
 String decryptData = decrypt(encryptData, getPrivateKey(privateKey));
 System.out.println("解密后内容:" + decryptData);
 
 // RSA签名
 String sign = sign(data, getPrivateKey(privateKey));
 // RSA验签
 boolean result = verify(data, getPublicKey(publicKey), sign);
 System.out.print("验签结果:" + result);
 } catch (Exception e) {
 e.printStackTrace();
 System.out.print("加解密异常");
 }
 }

结果


六、RSA加密的应用

因为jsencrypt.min.js对RSA作了很好的封装，我们可以在前端页面直接引用使用。

前端js加密


<script src="/Resource/js/jsencrypt.min.js"></script>
<script type="text/javascript">
function to_login(){
 var userAccount = $('#userAccount').val();
 var password = $('#password').val();
 if(userAccount==""||password==""){
 alert("用户名或者密码不能为空！");
 return;
 }
 $.ajax({
 type : 'POST',
 dataType : 'json',
 url : ' ${contextPath}/customer/to/loginTest',
 data : {
 userAccount :userAccount,
 password :getEntryptPwd(password)
 },
 success: function(data){
 if(data.result == -1){ 
 alert(data.msg);
 }else if(data.result == 2){
 alert("验证成功");
 return;
 }
 }
 });
}
function getEntryptPwd(pwd){
 var pubKey = 'MIGfMA0GCSqGSIb3DQEBAQUAA4GNADCBiQKBgQC50/mvgdowH3nC5XOYQya'+
 'G78kYmws4b/1KJCb9zG85IJf2cmZ+9sJS80jYLRjuqFQfwwixhibLjshp4bZirvR8jIkf9yti9'+
 'HSGF1pHqNVag2HNyEbFFJ13c7lI+3LN5/0dByoIB3g/80R6kVMhAShzYRE6EfhBCoap6fzZfJu3QIDAQAB';
 var encrypt = new JSEncrypt();
 encrypt.setPublicKey(pubKey);
 return encrypt.encrypt(pwd);
}
</script>


解密参考上面的解密就可以了

京东的登录页面



搞定！！！
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