原創｜RSA加密詳解，京東登錄頁面都在用的加密有什麼好？

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前言

在以前的一個項目中，覺得登錄註冊的加密方式不安全，需要改造一下，就用到了RSA加密。網上都說它是最安全的，現有的技術是無法破解的。我知道的京東的登錄和國壽的登錄都是用的這個加密。我想整理一下，肯定會有人用的到的。

  • RSA加密的介紹
  • RSA加密的好處
  • RSA加密和解密的講解
  • RSA簽名和驗簽的講解
  • RSA測試
  • RSA加密的應用


一、RSA加密的介紹

RSA加密演算法是一種非對稱加密演算法。在公開密鑰加密和電子商業中RSA被廣泛使用。RSA是1977年由羅納德·李維斯特（Ron Rivest）、阿迪·薩莫爾（Adi Shamir）和倫納德·阿德曼（Leonard Adleman）一起提出的。當時他們三人都在麻省理工學院工作。RSA就是他們三人姓氏開頭字母拼在一起組成的。


對極大整數做因數分解的難度決定了RSA演算法的可靠性。換言之，對一極大整數做因數分解愈困難，RSA演算法愈可靠。假如有人找到一種快速因數分解的演算法的話，那麼用RSA加密的信息的可靠性就肯定會極度下降。但找到這樣的演算法的可能性是非常小的。今天只有短的RSA鑰匙才可能被強力方式解破。到目前為止，世界上還沒有任何可靠的攻擊RSA演算法的方式。只要其鑰匙的長度足夠長，用RSA加密的信息實際上是不能被解破的。


二、RSA加密的好處

要說它的好處，覺得有必要先說一下常用的幾種加密的方式的劣勢。

MD5加密在開發中用的比較多，一般應用在登錄密碼的加密或者介面的驗簽。同樣的參數，它的加密結果是一樣的，如果密碼相對簡單，被盜取的話，通過大數據是可以查詢的你的銘文密碼的。因為它是不可解密的，所以在介面也只能作為驗簽使用，而不能對數據進行加密傳輸。

base64加密因為是可以反解密的，所以它就談不上安全了。

AES加密是我們介面對接一直在用的，它是對稱加密，要求key是一樣的，容易造成key的泄露。沒有RES加密顯的安全。

RSA加密，它是非對稱的加密演算法，也就是加密的秘鑰（公鑰）和解密的秘鑰（私鑰）是不一樣的。並且相同的參數每次加密的結果都不一樣，這樣可以保證你的數據即使被盜取了，也沒有辦法通過大數據的方法到你的明文數據。在對接的過程中，暴露的永遠是你的公鑰，所以數據是絕對安全的。

三、RSA加密的講解

加密是為了防止信息泄露。

RSA加密的公鑰和私鑰的長度是可以定義的，目前是沒有上限。主流密鑰長度至少都是1024bits以上，也就是最少128個位元組（bytes）,少於這個長度會有安全問題。

RSA加密明文的長度不能大於秘鑰的長度，但是由於明文長度小於秘鑰長度的時候，需要進行填充（padding）佔用11位元組，所以0<加密明文的長度<秘鑰長度-1

這裡我們定義秘鑰的長度為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;
// 獲取密鑰對
public static KeyPair getKeyPair() throws Exception {
 KeyPairGenerator generator = KeyPairGenerator.getInstance("RSA");
 generator.initialize(1024);//定義秘鑰長度為1024
 return generator.generateKeyPair();
}
 
// 獲取私鑰
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);
 }
 
//獲取公鑰
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);
 }


因為加密的明文長度不能大於117，所以長度大於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;
 // 對數據分段加密
 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();
 // 獲取加密內容使用base64進行編碼,並以UTF-8為標準轉化成字元串
 // 加密後的字元串
 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;
 // 對數據分段解密
 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();
 // 解密後的內容 
 return new String(decryptedData, "UTF-8");
 }


四、RSA簽名的講解

簽名是為了防止信息被串改。簽名的的公鑰的公開的。

A給B傳遞消息，A通過私鑰把對數據加簽，形成簽名，把簽名和數據給B。

B獲取簽名和數據，通過公鑰驗簽，如果為true，表示是A發送的消息，否則不是。


//簽名
 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()));
 }
 
//驗簽
 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：修改秘鑰長度，需要同步修改最大解密密文大小

五、RSA測試

public static void main(String[] args) {
 try {
 // 生成密鑰對
 KeyPair keyPair = getKeyPair();
 String privateKey = new String(Base64.encodeBase64(keyPair.getPrivate().getEncoded()));
 System.out.println("私鑰:" + privateKey);
 String publicKey = new String(Base64.encodeBase64(keyPair.getPublic().getEncoded()));
 System.out.println("公鑰:" + publicKey);
 // RSA加密
 String data = "小名登錄密碼";
 String encryptData = encrypt(data, getPublicKey(publicKey));
 System.out.println("加密後內容:" + encryptData);
 // RSA解密
 String decryptData = decrypt(encryptData, getPrivateKey(privateKey));
 System.out.println("解密後內容:" + decryptData);
 
 // RSA簽名
 String sign = sign(data, getPrivateKey(privateKey));
 // RSA驗簽
 boolean result = verify(data, getPublicKey(publicKey), sign);
 System.out.print("驗簽結果:" + result);
 } catch (Exception e) {
 e.printStackTrace();
 System.out.print("加解密異常");
 }
 }

結果


六、RSA加密的應用

因為jsencrypt.min.js對RSA作了很好的封裝，我們可以在前端頁面直接引用使用。

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("用戶名或者密碼不能為空！");
 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("驗證成功");
 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>


解密參考上面的解密就可以了

京東的登錄頁面



搞定！！！
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