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Android数据加密之Rsa加密的简单实现

下面小编就为大家带来一篇Android数据加密之Rsa加密的简单实现。小编觉得挺不错的,现在就分享给大家,也给大家做个参考。一起跟随小编过来看看吧

最近无意中和同事交流数据安全传输的问题,想起自己曾经使用过的Rsa非对称加密算法,闲下来总结一下。

什么是Rsa加密?

RSA算法是最流行的公钥密码算法,使用长度可以变化的密钥。RSA是第一个既能用于数据加密也能用于数字签名的算法。

RSA算法原理如下:

1.随机选择两个大质数p和q,p不等于q,计算N=pq;
2.选择一个大于1小于N的自然数e,e必须与(p-1)(q-1)互素。
3.用公式计算出d:d×e = 1 (mod (p-1)(q-1)) 。
4.销毁p和q。

最终得到的N和e就是“公钥”,d就是“私钥”,发送方使用N去加密数据,接收方只有使用d才能解开数据内容。

RSA的安全性依赖于大数分解,小于1024位的N已经被证明是不安全的,而且由于RSA算法进行的都是大数计算,使得RSA最快的情况也比DES慢上倍,这是RSA最大的缺陷,因此通常只能用于加密少量数据或者加密密钥,但RSA仍然不失为一种高强度的算法。

该如何使用呢?

第一步:首先生成秘钥对

 /** * 随机生成RSA密钥对 * * @param keyLength 密钥长度,范围:512~2048 * 一般1024 * @return */ public static KeyPair generateRSAKeyPair(int keyLength) { try { KeyPairGenerator kpg = KeyPairGenerator.getInstance(RSA); kpg.initialize(keyLength); return kpg.genKeyPair(); } catch (NoSuchAlgorithmException e) { e.printStackTrace(); return null; } }

具体加密实现:

公钥加密

 /** * 用公钥对字符串进行加密 * * @param data 原文 */ public static byte[] encryptByPublicKey(byte[] data, byte[] publicKey) throws Exception { // 得到公钥 X509EncodedKeySpec keySpec = new X509EncodedKeySpec(publicKey); KeyFactory kf = KeyFactory.getInstance(RSA); PublicKey keyPublic = kf.generatePublic(keySpec); // 加密数据 Cipher cp = Cipher.getInstance(ECB_PKCS1_PADDING); cp.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, keyPublic); return cp.doFinal(data); }

私钥加密

 /** * 私钥加密 * * @param data 待加密数据 * @param privateKey 密钥 * @return byte[] 加密数据 */ public static byte[] encryptByPrivateKey(byte[] data, byte[] privateKey) throws Exception { // 得到私钥 PKCS8EncodedKeySpec keySpec = new PKCS8EncodedKeySpec(privateKey); KeyFactory kf = KeyFactory.getInstance(RSA); PrivateKey keyPrivate = kf.generatePrivate(keySpec); // 数据加密 Cipher cipher = Cipher.getInstance(ECB_PKCS1_PADDING); cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, keyPrivate); return cipher.doFinal(data); }

公钥解密

 /** * 公钥解密 * * @param data 待解密数据 * @param publicKey 密钥 * @return byte[] 解密数据 */ public static byte[] decryptByPublicKey(byte[] data, byte[] publicKey) throws Exception { // 得到公钥 X509EncodedKeySpec keySpec = new X509EncodedKeySpec(publicKey); KeyFactory kf = KeyFactory.getInstance(RSA); PublicKey keyPublic = kf.generatePublic(keySpec); // 数据解密 Cipher cipher = Cipher.getInstance(ECB_PKCS1_PADDING); cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, keyPublic); return cipher.doFinal(data); }

私钥解密

 /** * 使用私钥进行解密 */ public static byte[] decryptByPrivateKey(byte[] encrypted, byte[] privateKey) throws Exception { // 得到私钥 PKCS8EncodedKeySpec keySpec = new PKCS8EncodedKeySpec(privateKey); KeyFactory kf = KeyFactory.getInstance(RSA); PrivateKey keyPrivate = kf.generatePrivate(keySpec); // 解密数据 Cipher cp = Cipher.getInstance(ECB_PKCS1_PADDING); cp.init(Cipher.DECRYPT_MODE, keyPrivate); byte[] arr = cp.doFinal(encrypted); return arr; }

几个全局变量解说:

 public static final String RSA = "RSA";// 非对称加密密钥算法 public static final String ECB_PKCS1_PADDING = "RSA/ECB/PKCS1Padding";//加密填充方式 public static final int DEFAULT_KEY_SIZE = 2048;//秘钥默认长度 public static final byte[] DEFAULT_SPLIT = "#PART#".getBytes();// 当要加密的内容超过bufferSize,则采用partSplit进行分块加密 public static final int DEFAULT_BUFFERSIZE = (DEFAULT_KEY_SIZE / 8) - 11;// 当前秘钥支持加密的最大字节数

关于加密填充方式:之前以为上面这些操作就能实现rsa加解密,以为万事大吉了,呵呵,这事还没完,悲剧还是发生了,Android这边加密过的数据,服务器端死活解密不了,原来android系统的RSA实现是"RSA/None/NoPadding",而标准JDK实现是"RSA/None/PKCS1Padding" ,这造成了在android机上加密后无法在服务器上解密的原因,所以在实现的时候这个一定要注意。

实现分段加密:搞定了填充方式之后又自信的认为万事大吉了,可是意外还是发生了,RSA非对称加密内容长度有限制,1024位key的最多只能加密127位数据,否则就会报错(javax.crypto.IllegalBlockSizeException: Data must not be longer than 117 bytes) , RSA 是常用的非对称加密算法。最近使用时却出现了“不正确的长度”的异常,研究发现是由于待加密的数据超长所致。RSA 算法规定:待加密的字节数不能超过密钥的长度值除以 8 再减去 11(即:KeySize / 8 - 11),而加密后得到密文的字节数,正好是密钥的长度值除以 8(即:KeySize / 8)。

公钥分段加密

 /** * 用公钥对字符串进行分段加密 * */ public static byte[] encryptByPublicKeyForSpilt(byte[] data, byte[] publicKey) throws Exception { int dataLen = data.length; if (dataLen <= DEFAULT_BUFFERSIZE) { return encryptByPublicKey(data, publicKey); } List allBytes = new ArrayList(2048); int bufIndex = 0; int subDataLoop = 0; byte[] buf = new byte[DEFAULT_BUFFERSIZE]; for (int i = 0; i  

私钥分段加密

 /** * 分段加密 * * @param data 要加密的原始数据 * @param privateKey 秘钥 */ public static byte[] encryptByPrivateKeyForSpilt(byte[] data, byte[] privateKey) throws Exception { int dataLen = data.length; if (dataLen <= DEFAULT_BUFFERSIZE) { return encryptByPrivateKey(data, privateKey); } List allBytes = new ArrayList(2048); int bufIndex = 0; int subDataLoop = 0; byte[] buf = new byte[DEFAULT_BUFFERSIZE]; for (int i = 0; i  

公钥分段解密

 /** * 公钥分段解密 * * @param encrypted 待解密数据 * @param publicKey 密钥 */ public static byte[] decryptByPublicKeyForSpilt(byte[] encrypted, byte[] publicKey) throws Exception { int splitLen = DEFAULT_SPLIT.length; if (splitLen <= 0) { return decryptByPublicKey(encrypted, publicKey); } int dataLen = encrypted.length; List allBytes = new ArrayList(1024); int latestStartIndex = 0; for (int i = 0; i  1) { if (i + splitLen  

私钥分段解密

 /** * 使用私钥分段解密 * */ public static byte[] decryptByPrivateKeyForSpilt(byte[] encrypted, byte[] privateKey) throws Exception { int splitLen = DEFAULT_SPLIT.length; if (splitLen <= 0) { return decryptByPrivateKey(encrypted, privateKey); } int dataLen = encrypted.length; List allBytes = new ArrayList(1024); int latestStartIndex = 0; for (int i = 0; i  1) { if (i + splitLen  

这样总算把遇见的问题解决了,项目中使用的方案是客户端公钥加密,服务器私钥解密,服务器开发人员说是出于效率考虑,所以还是自己写了个程序测试一下真正的效率

第一步:准备100条对象数据

 List persOnList=new ArrayList<>(); int testMaxCount=100;//测试的最大数据条数 //添加测试数据 for(int i=0;i"+jsonData); Log.e("MainActivity","加密前json数据长度 ---->"+jsonData.length());

第二步生成秘钥对

 KeyPair keyPair=RSAUtils.generateRSAKeyPair(RSAUtils.DEFAULT_KEY_SIZE); // 公钥 RSAPublicKey publicKey = (RSAPublicKey) keyPair.getPublic(); // 私钥 RSAPrivateKey privateKey = (RSAPrivateKey) keyPair.getPrivate();

接下来分别使用公钥加密 私钥解密   私钥加密 公钥解密

 //公钥加密 long start=System.currentTimeMillis(); byte[] encryptBytes= RSAUtils.encryptByPublicKeyForSpilt(jsonData.getBytes(),publicKey.getEncoded()); long end=System.currentTimeMillis(); Log.e("MainActivity","公钥加密耗时 cost time---->"+(end-start)); String encryStr=Base64Encoder.encode(encryptBytes); Log.e("MainActivity","加密后json数据 --1-->"+encryStr); Log.e("MainActivity","加密后json数据长度 --1-->"+encryStr.length()); //私钥解密 start=System.currentTimeMillis(); byte[] decryptBytes= RSAUtils.decryptByPrivateKeyForSpilt(Base64Decoder.decodeToBytes(encryStr),privateKey.getEncoded()); String decryStr=new String(decryptBytes); end=System.currentTimeMillis(); Log.e("MainActivity","私钥解密耗时 cost time---->"+(end-start)); Log.e("MainActivity","解密后json数据 --1-->"+decryStr); //私钥加密 start=System.currentTimeMillis(); encryptBytes= RSAUtils.encryptByPrivateKeyForSpilt(jsonData.getBytes(),privateKey.getEncoded()); end=System.currentTimeMillis(); Log.e("MainActivity","私钥加密密耗时 cost time---->"+(end-start)); encryStr=Base64Encoder.encode(encryptBytes); Log.e("MainActivity","加密后json数据 --2-->"+encryStr); Log.e("MainActivity","加密后json数据长度 --2-->"+encryStr.length()); //公钥解密 start=System.currentTimeMillis(); decryptBytes= RSAUtils.decryptByPublicKeyForSpilt(Base64Decoder.decodeToBytes(encryStr),publicKey.getEncoded()); decryStr=new String(decryptBytes); end=System.currentTimeMillis(); Log.e("MainActivity","公钥解密耗时 cost time---->"+(end-start)); Log.e("MainActivity","解密后json数据 --2-->"+decryStr);

运行结果:

对比发现:私钥的加解密都很耗时,所以可以根据不同的需求采用不能方案来进行加解密。个人觉得服务器要求解密效率高,客户端私钥加密,服务器公钥解密比较好一点

加密后数据大小的变化:数据量差不多是加密前的1.5倍

以上就是小编为大家带来的Android数据加密之Rsa加密的简单实现全部内容了,希望大家多多支持~

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