学习加密(三)spring boot 使用RSA非对称加密,前后端传递参数加解密

1.前面一篇是AES对称加密写了一个demo,为了后面的两者结合使用,今天去了解学习了下RSA非对称加密.

2.这是百度百科对(对称加密丶非对称加密)的解释:

   (1)对称加密算法在加密和解密时使用的是同一个秘钥。

   (2)非对称加密算法需要两个密钥来进行加密和解密，这两个秘钥是公开密钥（public key，简称公钥）和私有密钥（private key，简称私钥）。

大致思路:

     (1)服务端利用RSA创建一对公私钥,服务端存储私钥,将公钥给客户端
     (2)每次请求前,将明文数据利用公钥进行加密,然后将密文传递给服务端
     (3)服务端拿到密文,利用私钥进行解密,得到明文数据,然后进行业务处理

 ps: 如果想做到返回参数也进行加密,那么两个方法,
     (1)客户端或服务端创建一对公私钥,然后将公私钥传递给服务端或客户端,(这样就可以使用公钥加密,私钥解密了),但是私钥放在客户端就违背了非对称加密(RSA)的原则性了,
     (2)客户端,创建一对公私钥,服务端在重新创建新的一对公私钥,互相各拿对方的公钥,这样就可以进行传参的加密,解密,和响应数据的加解密!!!
     但是为了解决RSA加解密性能问题,请看下篇文章RSA+AES(动态获取key)进行混合加密

使用非对称加密(RSA)实践(采用前端加密,后端解密,后端并不返回加密数据):

1.创建spring boot项目,导入相关依赖
2.编写加密工具类
3.编写自定义注解(让加解密细粒度)
4.编写自定义RsaDecodeRequestAdvice
5.创建controller
6.创建jsp或者html,引入js(加密和解密的通用js)
ps:因为这里没https证书,所有使用http, 考虑到前后端分离,使用json来传递数据

第一步: 略,不会的请自行百度spring boot项目如何创建!
第二步:

 
 
import org.apache.commons.codec.binary.Base64;
 
import java.io.ByteArrayOutputStream;
import java.security.Key;
import java.security.KeyFactory;
import java.security.KeyPair;
import java.security.KeyPairGenerator;
import java.security.PrivateKey;
import java.security.PublicKey;
import java.security.Signature;
import java.security.interfaces.RSAPrivateKey;
import java.security.interfaces.RSAPublicKey;
import java.security.spec.PKCS8EncodedKeySpec;
import java.security.spec.X509EncodedKeySpec;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
 
import javax.crypto.Cipher;
 
/** */
/**
 * <p>
 * RSA公钥/私钥/签名工具包
 * </p>
 * <p>
 * 罗纳德·李维斯特（Ron [R]ivest）、阿迪·萨莫尔（Adi [S]hamir）和伦纳德·阿德曼（Leonard [A]dleman）
 * </p>
 * <p>
 * 字符串格式的密钥在未在特殊说明情况下都为BASE64编码格式<br/>
 * 由于非对称加密速度极其缓慢，一般文件不使用它来加密而是使用对称加密，<br/>
 * 非对称加密算法可以用来对对称加密的密钥加密，这样保证密钥的安全也就保证了数据的安全
 * </p>
 * 
 * @author monkey
 * @date 2018-10-29
 */
public class RSAUtils {
 
    /** */
    /**
     * 加密算法RSA
     */
    public static final String KEY_ALGORITHM = "RSA";
 
    /** */
    /**
     * 签名算法
     */
    public static final String SIGNATURE_ALGORITHM = "MD5withRSA";
 
    /** */
    /**
     * 获取公钥的key
     */
    private static final String PUBLIC_KEY = "RSAPublicKey";
 
    /** */
    /**
     * 获取私钥的key
     */
    private static final String PRIVATE_KEY = "RSAPrivateKey";
 
    /** */
    /**
     * 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;
 
    /** */
    /**
     * RSA 位数 如果采用2048 上面最大加密和最大解密则须填写:  245 256
     */
    private static final int INITIALIZE_LENGTH = 1024;
 
    /** */
    /**
     * <p>
     * 生成密钥对(公钥和私钥)
     * </p>
     * 
     * @return
     * @throws Exception
     */
    public static Map<String, Object> genKeyPair() throws Exception {
        KeyPairGenerator keyPairGen = KeyPairGenerator.getInstance(KEY_ALGORITHM);
        keyPairGen.initialize(INITIALIZE_LENGTH);
        KeyPair keyPair = keyPairGen.generateKeyPair();
        RSAPublicKey publicKey = (RSAPublicKey) keyPair.getPublic();
        RSAPrivateKey privateKey = (RSAPrivateKey) keyPair.getPrivate();
        Map<String, Object> keyMap = new HashMap<String, Object>(2);
        keyMap.put(PUBLIC_KEY, publicKey);
        keyMap.put(PRIVATE_KEY, privateKey);
        return keyMap;
    }
 
    /** */
    /**
     * <p>
     * 用私钥对信息生成数字签名
     * </p>
     * 
     * @param data
     *            已加密数据
     * @param privateKey
     *            私钥(BASE64编码)
     * 
     * @return
     * @throws Exception
     */
    public static String sign(byte[] data, String privateKey) throws Exception {
        byte[] keyBytes = Base64.decodeBase64(privateKey);
        PKCS8EncodedKeySpec pkcs8KeySpec = new PKCS8EncodedKeySpec(keyBytes);
        KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance(KEY_ALGORITHM);
        PrivateKey privateK = keyFactory.generatePrivate(pkcs8KeySpec);
        Signature signature = Signature.getInstance(SIGNATURE_ALGORITHM);
        signature.initSign(privateK);
        signature.update(data);
        return Base64.encodeBase64String(signature.sign());
    }
 
    /** */
    /**
     * <p>
     * 校验数字签名
     * </p>
     * 
     * @param data
     *            已加密数据
     * @param publicKey
     *            公钥(BASE64编码)
     * @param sign
     *            数字签名
     * 
     * @return
     * @throws Exception
     * 
     */
    public static boolean verify(byte[] data, String publicKey, String sign) throws Exception {
        byte[] keyBytes = Base64.decodeBase64(publicKey);
        X509EncodedKeySpec keySpec = new X509EncodedKeySpec(keyBytes);
        KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance(KEY_ALGORITHM);
        PublicKey publicK = keyFactory.generatePublic(keySpec);
        Signature signature = Signature.getInstance(SIGNATURE_ALGORITHM);
        signature.initVerify(publicK);
        signature.update(data);
        return signature.verify(Base64.decodeBase64(sign));
    }
 
    /** */
    /**
     * <P>
     * 私钥解密
     * </p>
     * 
     * @param encryptedData
     *            已加密数据
     * @param privateKey
     *            私钥(BASE64编码)
     * @return
     * @throws Exception
     */
    public static byte[] decryptByPrivateKey(byte[] encryptedData, String privateKey) throws Exception {
        byte[] keyBytes = Base64.decodeBase64(privateKey);
        PKCS8EncodedKeySpec pkcs8KeySpec = new PKCS8EncodedKeySpec(keyBytes);
        KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance(KEY_ALGORITHM);
        Key privateK = keyFactory.generatePrivate(pkcs8KeySpec);
        Cipher cipher = Cipher.getInstance(keyFactory.getAlgorithm());
        cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, privateK);
        int inputLen = encryptedData.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(encryptedData, offSet, MAX_DECRYPT_BLOCK);
            } else {
                cache = cipher.doFinal(encryptedData, offSet, inputLen - offSet);
            }
            out.write(cache, 0, cache.length);
            i++;
            offSet = i * MAX_DECRYPT_BLOCK;
        }
        byte[] decryptedData = out.toByteArray();
        out.close();
        return decryptedData;
    }
 
    /** */
    /**
     * <p>
     * 公钥解密
     * </p>
     * 
     * @param encryptedData
     *            已加密数据
     * @param publicKey
     *            公钥(BASE64编码)
     * @return
     * @throws Exception
     */
    public static byte[] decryptByPublicKey(byte[] encryptedData, String publicKey) throws Exception {
        byte[] keyBytes = Base64.decodeBase64(publicKey);
        X509EncodedKeySpec x509KeySpec = new X509EncodedKeySpec(keyBytes);
        KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance(KEY_ALGORITHM);
        Key publicK = keyFactory.generatePublic(x509KeySpec);
        Cipher cipher = Cipher.getInstance(keyFactory.getAlgorithm());
        cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, publicK);
        int inputLen = encryptedData.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(encryptedData, offSet, MAX_DECRYPT_BLOCK);
            } else {
                cache = cipher.doFinal(encryptedData, offSet, inputLen - offSet);
            }
            out.write(cache, 0, cache.length);
            i++;
            offSet = i * MAX_DECRYPT_BLOCK;
        }
        byte[] decryptedData = out.toByteArray();
        out.close();
        return decryptedData;
    }
 
    /** */
    /**
     * <p>
     * 公钥加密
     * </p>
     * 
     * @param data
     *            源数据
     * @param publicKey
     *            公钥(BASE64编码)
     * @return
     * @throws Exception
     */
    public static byte[] encryptByPublicKey(byte[] data, String publicKey) throws Exception {
        byte[] keyBytes = Base64.decodeBase64(publicKey);
        X509EncodedKeySpec x509KeySpec = new X509EncodedKeySpec(keyBytes);
        KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance(KEY_ALGORITHM);
        Key publicK = keyFactory.generatePublic(x509KeySpec);
        // 对数据加密
        Cipher cipher = Cipher.getInstance(keyFactory.getAlgorithm());
        cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, publicK);
        int inputLen = data.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, offSet, MAX_ENCRYPT_BLOCK);
            } else {
                cache = cipher.doFinal(data, offSet, inputLen - offSet);
            }
            out.write(cache, 0, cache.length);
            i++;
            offSet = i * MAX_ENCRYPT_BLOCK;
        }
        byte[] encryptedData = out.toByteArray();
        out.close();
        return encryptedData;
    }
 
    /** */
    /**
     * <p>
     * 私钥加密
     * </p>
     * 
     * @param data
     *            源数据
     * @param privateKey
     *            私钥(BASE64编码)
     * @return
     * @throws Exception
     */
    public static byte[] encryptByPrivateKey(byte[] data, String privateKey) throws Exception {
        byte[] keyBytes = Base64.decodeBase64(privateKey);
        PKCS8EncodedKeySpec pkcs8KeySpec = new PKCS8EncodedKeySpec(keyBytes);
        KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance(KEY_ALGORITHM);
        Key privateK = keyFactory.generatePrivate(pkcs8KeySpec);
        Cipher cipher = Cipher.getInstance(keyFactory.getAlgorithm());
        cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, privateK);
        int inputLen = data.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, offSet, MAX_ENCRYPT_BLOCK);
            } else {
                cache = cipher.doFinal(data, offSet, inputLen - offSet);
            }
            out.write(cache, 0, cache.length);
            i++;
            offSet = i * MAX_ENCRYPT_BLOCK;
        }
        byte[] encryptedData = out.toByteArray();
        out.close();
        return encryptedData;
    }
 
    /** */
    /**
     * <p>
     * 获取私钥
     * </p>
     * 
     * @param keyMap
     *            密钥对
     * @return
     * @throws Exception
     */
    public static String getPrivateKey(Map<String, Object> keyMap) throws Exception {
        Key key = (Key) keyMap.get(PRIVATE_KEY);
        return Base64.encodeBase64String(key.getEncoded());
    }
 
    /** */
    /**
     * <p>
     * 获取公钥
     * </p>
     * 
     * @param keyMap
     *            密钥对
     * @return
     * @throws Exception
     */
    public static String getPublicKey(Map<String, Object> keyMap) throws Exception {
        Key key = (Key) keyMap.get(PUBLIC_KEY);
        return Base64.encodeBase64String(key.getEncoded());
    }
 
    /**
     * java端公钥加密
     */
    public static String encryptedDataOnJava(String data, String PUBLICKEY) {
        try {
            data = Base64.encodeBase64String(encryptByPublicKey(data.getBytes(), PUBLICKEY));
        } catch (Exception e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        }
        return data;
    }
 
    /**
     * java端私钥解密
     */
    public static String decryptDataOnJava(String data, String PRIVATEKEY) {
        String temp = "";
        try {
            byte[] rs = Base64.decodeBase64(data);
            temp = new String(RSAUtils.decryptByPrivateKey(rs, PRIVATEKEY),"UTF-8");
 
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return temp;
    }
 
    public static void main(String[] args) throws  Exception{
 
    }
}

第三步: 
 

import org.springframework.web.bind.annotation.Mapping;
 
import java.lang.annotation.*;
 
 
/**
 * @author monkey
 * @desc 请求数据解密
 * @date 2018/10/29 20:17
 */
@Target({ElementType.METHOD,ElementType.TYPE})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Mapping
@Documented
public @interface RsaSecurityParameter {
 
    /**
     * 入参是否解密，默认解密
     */
    boolean inDecode() default true;
 
    /**
     * 出参是否加密，默认加密
     */
    boolean outEncode() default true;
}
第四步:

 
 
import com.monkey.springboot.demo.annotation.RsaSecurityParameter;
import com.monkey.springboot.demo.utils.RSAUtils;
import org.apache.commons.io.IOUtils;
import org.apache.commons.lang3.StringUtils;
import org.slf4j.Logger;
import org.slf4j.LoggerFactory;
import org.springframework.core.MethodParameter;
import org.springframework.http.HttpHeaders;
import org.springframework.http.HttpInputMessage;
import org.springframework.http.converter.HttpMessageConverter;
import org.springframework.web.bind.annotation.ControllerAdvice;
import org.springframework.web.servlet.mvc.method.annotation.RequestBodyAdvice;
 
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.lang.reflect.Type;
 
/**
 * @author monkey
 * @desc 请求数据解密
 * @date 2018/10/29 20:17
 */
@ControllerAdvice(basePackages = "com.monkey.springboot.demo.controller")
public class RsaDecodeRequestBodyAdvice implements RequestBodyAdvice {
 
    private static final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(RsaDecodeRequestBodyAdvice.class);
 
    private static final String PRIVATE_KEY="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";
 
    @Override
    public boolean supports(MethodParameter methodParameter, Type type, Class<? extends HttpMessageConverter<?>> aClass) {
        return true;
    }
 
    @Override
    public Object handleEmptyBody(Object body, HttpInputMessage httpInputMessage, MethodParameter methodParameter, Type type, Class<? extends HttpMessageConverter<?>> aClass) {
        return body;
    }
 
    @Override
    public HttpInputMessage beforeBodyRead(HttpInputMessage inputMessage, MethodParameter methodParameter, Type type, Class<? extends HttpMessageConverter<?>> aClass) throws IOException {
        try {
            boolean encode = false;
            if (methodParameter.getMethod().isAnnotationPresent(RsaSecurityParameter.class)) {
                //获取注解配置的包含和去除字段
                RsaSecurityParameter serializedField = methodParameter.getMethodAnnotation(RsaSecurityParameter.class);
                //入参是否需要解密
                encode = serializedField.inDecode();
            }
            if (encode) {
                logger.info("对方法method :【" + methodParameter.getMethod().getName() + "】返回数据进行解密");
                return new MyHttpInputMessage(inputMessage);
            }else{
                return inputMessage;
            }
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
            logger.error("对方法method :【" + methodParameter.getMethod().getName() + "】返回数据进行解密出现异常："+e.getMessage());
            return inputMessage;
        }
    }
 
    @Override
    public Object afterBodyRead(Object body, HttpInputMessage httpInputMessage, MethodParameter methodParameter, Type type, Class<? extends HttpMessageConverter<?>> aClass) {
        return body;
    }
 
    class MyHttpInputMessage implements HttpInputMessage {
        private HttpHeaders headers;
 
        private InputStream body;
 
        public MyHttpInputMessage(HttpInputMessage inputMessage) throws Exception {
            this.headers = inputMessage.getHeaders();
            String content = easpString(IOUtils.toString(inputMessage.getBody(),"utf-8"));
            this.body = IOUtils.toInputStream(RSAUtils.decryptDataOnJava(content,PRIVATE_KEY));
        }
 
        @Override
        public InputStream getBody() throws IOException {
            return body;
        }
 
        @Override
        public HttpHeaders getHeaders() {
            return headers;
        }
 
        /**
         *
         * @param requestData
         * @return
         */
        public String easpString(String requestData){
            if(requestData != null && !requestData.equals("")){
                String s = "{\"requestData\":";
                if(!requestData.startsWith(s)){
                    throw new RuntimeException("参数【requestData】缺失异常！");
                }else{
                    int closeLen = requestData.length()-1;
                    int openLen = "{\"requestData\":".length();
                    String substring = StringUtils.substring(requestData, openLen, closeLen);
                    return substring;
                }
            }
            return "";
        }
    }
}
第五步:

    /**
     * 跳转rsa页面
     *
     * @return
     */
 
    @RequestMapping("/rsa")
    public String goRsa() {
        return "rsa";
    }
 
    /**
     * RSA测试
     *
     * @return object
     */
    @RequestMapping("/rsaTest")
    @ResponseBody
    @RsaSecurityParameter
    public Persion rsaTest(@RequestBody Persion info) {
        System.out.println(info.getName());
        String content = "内容";
        info.setName(content);
        return  info;
    }
第六步:
只需要引入这两个js文件,然后自定义一个html,这里采用了thymeleaf模板引擎.具体语法自行百度,很简单!

<!DOCTYPE html>
<html lang="en" xmlns:th="http://www.thymeleaf.org">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title>RSA 加解密</title>
    <script type="text/javascript" th:src="@{~/js/jquery-2.2.3.min.js}"></script>
    <script type="text/javascript" th:src="@{~/js/jsencrypt.min.js}"></script>
</head>
<body>
 
<script type="text/javascript">
    $(function() {
        $("#bt").click(
            function() {
 
                var encrypt = new JSEncrypt();
                encrypt.setPublicKey($("#publickey").val());
               $.ajax({
                    type: "POST",
                    url:"/rsaTest",
                    data:"{\"requestData\":"+encrypt.encrypt(JSON.stringify({name:"好看"}))+"}",
                    dataType:'json',
                    contentType: "application/json",
                    success: function(result) {
                        alert("解密的名称：" + uncrypted);
                    }
                });
            });
    });
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<h2>公钥：</h2>
<textarea id="publickey" rows="5" cols="45">MIGfMA0GCSqGSIb3DQEBAQUAA4GNADCBiQKBgQCJ9s1qlOyv9qpuaTqauW6fUftzE50rVk3yVPZwv1aO1Ch/XSEz76xCwkyvqpaqceRXrPpdBmO5+ruJ+I8osOHo7L5GWEOcMOO+8izp9hXKBBrmRMD4Egpn00k9DhVIEKp/vyddZPS/doxB8onhN6poTJDLdFLFVEicMf52caN9GQIDAQAB
        </textarea>
    <input type="button" id="bt" value="提交" />
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</html>

GitHub - kaifengxu/demo: AES+RSA+recaptcha综合demo

学习加密(四)spring boot 使用RSA+AES混合加密,前后端传递参数加解密(方式一)_spring boot rsa rsa最大加密明文大小-CSDN博客