RSA加密算法的简单案例
RSA加密算法是目前最有影响力的公钥加密算法，它能够抵抗到目前为止已知的绝大多数密码攻击。
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关于RSA加密算法有哪些应用呢
?
以下举一个数据库身份验证的案例。
在使用数据集进行身份认证时，密码存在数据库中，认证时用户输入的密码与数据库中密码相同则认证通过，若数据库被破解了则对系统造成威胁，怎样保证系统安全呢?这里就可以应用RSA加密算法，对权限加密。
思路：
就是在url中传用户名密码时，先把用户名进行翻转，然后再进行加密，如输入的密码为12，实际后台进行加密的值为21，再与数据库进行验证，这样就可以避免数据库被破解查看到的是21的加密码，登陆系统时以21是无法登陆成功的。
以报表软件FineReport为例，这是一个能读取各类数据库的报表软件，分客户端和前端展示。
实现方案：
1、把RSA加密使用的第三方包，放到工程web-inf/lib文件夹下即可。
2、调用js文件
RSA文件夹为前端js加密时需要调用js文件，因此需要将Barrett.js、BigInt.js、RSA.js放到工程目录下如：WebReport/js，新建js文件夹放入js文件。
3、定义RSA加密类
定义RSAUtil.java类文件，先运行类中generateKeyPair()方法，会在服务器D盘中生成一个随机的RSAKey.txt文件，保存公钥和密钥，每访问一次这个方法会刷新一次txt文件。
packagecom.fr.privilege;
importjava.io.ByteArrayOutputStream;
importjava.io.FileInputStream;
importjava.io.FileOutputStream;
importjava.io.ObjectInputStream;
importjava.io.ObjectOutputStream;
importjava.math.BigInteger;
importjava.security.KeyFactory;
importjava.security.KeyPair;
importjava.security.KeyPairGenerator;
importjava.security.NoSuchAlgorithmException;
importjava.security.PrivateKey;
importjava.security.PublicKey;
importjava.security.SecureRandom;
importjava.security.interfaces.RSAPrivateKey;
importjava.security.interfaces.RSAPublicKey;
importjava.security.spec.InvalidKeySpecException;
importjava.security.spec.RSAPrivateKeySpec;
importjava.security.spec.RSAPublicKeySpec;
importjavax.crypto.Cipher;
/**
*RSA工具类。提供加密，解密，生成密钥对等方法。
*需要到http://www.bouncycastle.org下载bcprov-jdk14-123.jar。
*
*/
publicclassRSAUtil{
/**
**生成密钥对*
*
*@returnKeyPair*
*@throwsEncryptException
*/
publicstaticKeyPairgenerateKeyPair()throwsException{
try{
KeyPairGeneratorkeyPairGen=KeyPairGenerator.getInstance("RSA",
neworg.bouncycastle.jce.provider.BouncyCastleProvider());
finalintKEY_SIZE=1024;//没什么好说的了，这个值关系到块加密的大小，可以更改，但是不要太大，否则效率会低
keyPairGen.initialize(KEY_SIZE,newSecureRandom());
KeyPairkeyPair=keyPairGen.generateKeyPair();
saveKeyPair(keyPair);
returnkeyPair;
}catch(Exceptione){
thrownewException(e.getMessage());
}
}
publicstaticKeyPairgetKeyPair()throwsException{
FileInputStreamfis=newFileInputStream("C:/RSAKey.txt");
ObjectInputStreamoos=newObjectInputStream(fis);
KeyPairkp=(KeyPair)oos.readObject();
oos.close();
fis.close();
returnkp;
}
publicstaticvoidsaveKeyPair(KeyPairkp)throwsException{
FileOutputStreamfos=newFileOutputStream("C:/RSAKey.txt");
ObjectOutputStreamoos=newObjectOutputStream(fos);
//生成密钥
oos.writeObject(kp);
oos.close();
fos.close();
}
/**
**生成公钥*
*
*@parammodulus*
*@parampublicExponent*
*@returnRSAPublicKey*
*@throwsException
*/
publicstaticRSAPublicKeygenerateRSAPublicKey(byte[]modulus,
byte[]publicExponent)throwsException{
KeyFactorykeyFac=null;
try{
keyFac=KeyFactory.getInstance("RSA",
neworg.bouncycastle.jce.provider.BouncyCastleProvider());
}catch(NoSuchAlgorithmExceptionex){
thrownewException(ex.getMessage());
}
RSAPublicKeySpecpubKeySpec=newRSAPublicKeySpec(newBigInteger(
modulus),newBigInteger(publicExponent));
try{
return(RSAPublicKey)keyFac.generatePublic(pubKeySpec);
}catch(InvalidKeySpecExceptionex){
thrownewException(ex.getMessage());
}
}
/**
**生成私钥*
*
*@parammodulus*
*@paramprivateExponent*
*@returnRSAPrivateKey*
*@throwsException
*/
publicstaticRSAPrivateKeygenerateRSAPrivateKey(byte[]modulus,
byte[]privateExponent)throwsException{
KeyFactorykeyFac=null;
try{
keyFac=KeyFactory.getInstance("RSA",
neworg.bouncycastle.jce.provider.BouncyCastleProvider());
}catch(NoSuchAlgorithmExceptionex){
thrownewException(ex.getMessage());
}
RSAPrivateKeySpecpriKeySpec=newRSAPrivateKeySpec(newBigInteger(
modulus),newBigInteger(privateExponent));
try{
return(RSAPrivateKey)keyFac.generatePrivate(priKeySpec);
}catch(InvalidKeySpecExceptionex){
thrownewException(ex.getMessage());
}
}
/**
**加密*
*
*@paramkey
*加密的密钥*
*@paramdata
*待加密的明文数据*
*@return加密后的数据*
*@throwsException
*/
publicstaticbyte[]encrypt(PublicKeypk,byte[]data)throwsException{
try{
Ciphercipher=Cipher.getInstance("RSA",
neworg.bouncycastle.jce.provider.BouncyCastleProvider());
cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE,pk);
intblockSize=cipher.getBlockSize();//获得加密块大小，如：加密前数据为128个byte，而key_size=1024
//加密块大小为127
//byte,加密后为128个byte;因此共有2个加密块，第一个127
//byte第二个为1个byte
intoutputSize=cipher.getOutputSize(data.length);//获得加密块加密后块大小
intleavedSize=data.length%blockSize;
intblocksSize=leavedSize!=0?data.length/blockSize+1
:data.length/blockSize;
byte[]raw=newbyte[outputSize*blocksSize];
inti=0;
while(data.length-i*blockSize>0){
if(data.length-i*blockSize>blockSize)
cipher.doFinal(data,i*blockSize,blockSize,raw,i
*outputSize);
else
cipher.doFinal(data,i*blockSize,data.length-i
*blockSize,raw,i*outputSize);
//这里面doUpdate方法不可用，查看源代码后发现每次doUpdate后并没有什么实际动作除了把byte[]放到
//ByteArrayOutputStream中，而最后doFinal的时候才将所有的byte[]进行加密，可是到了此时加密块大小很可能已经超出了
//OutputSize所以只好用dofinal方法。
i++;
}
returnraw;
}catch(Exceptione){
thrownewException(e.getMessage());
}
}
/**
**解密*
*
*@paramkey
*解密的密钥*
*@paramraw
*已经加密的数据*
*@return解密后的明文*
*@throwsException
*/
publicstaticbyte[]decrypt(PrivateKeypk,byte[]raw)throwsException{
try{
Ciphercipher=Cipher.getInstance("RSA",
neworg.bouncycastle.jce.provider.BouncyCastleProvider());
cipher.init(cipher.DECRYPT_MODE,pk);
intblockSize=cipher.getBlockSize();
ByteArrayOutputStreambout=newByteArrayOutputStream(64);
intj=0;
while(raw.length-j*blockSize>0){
bout.write(cipher.doFinal(raw,j*blockSize,blockSize));
j++;
}
returnbout.toByteArray();
}catch(Exceptione){
thrownewException(e.getMessage());
}
}
/**
***
*
*@paramargs*
*@throwsException
*/
publicstaticvoidmain(String[]args)throwsException{
RSAPublicKeyrsap=(RSAPublicKey)RSAUtil.generateKeyPair()
.getPublic();
Stringtest="helloworld";
byte[]en_test=encrypt(getKeyPair().getPublic(),test.getBytes());
System.out.println("123:"+newString(en_test));
byte[]de_test=decrypt(getKeyPair().getPrivate(),en_test);
System.out.println(newString(de_test));
}
}
4、定义密码验证类
定义TestPasswordValidatorRSA.java密码验证类
定义一个类，命名为TestPasswordValidatorRSA.java，扩展于AbstractPasswordValidator，重写其中密码验证方法encodePassword，先把输入的密码进行翻转，然后再进行加密，返回密码进行验证，具体代码如下
packagecom.fr.privilege;
importcom.fr.privilege.providers.dao.AbstractPasswordValidator;
publicclassTestPasswordValidatorRSAextendsAbstractPasswordValidator{
//@Override
publicStringencodePassword(StringclinetPassword){
try{
//对密码进行翻转如输入ab翻转后为ba
StringBuffersb=newStringBuffer();
sb.append(newString(clinetPassword));
Stringbb=sb.reverse().toString();
//进行加密
byte[]en_test=RSAUtil.encrypt(RSAUtil.getKeyPair().getPublic(),bb.getBytes());
//进行解密，如果数据库里面保存的是加密码，则此处不需要进行解密
byte[]de_test=RSAUtil.decrypt(RSAUtil.getKeyPair().getPrivate(),en_test);
//返回加密密码
clinetPassword=newString(de_test);
}catch(Exceptione){
//TODOAuto-generatedcatchblock
e.printStackTrace();
}
returnclinetPassword;//即获取加密密码再与数据库密码匹配。
}
@Override
publicbooleanvalidatePassword(Stringarg0,Stringarg1){
//TODOAuto-generatedmethodstub
returnfalse;
}
}
5、编译类文件
首先编译RSAUtil.java类文件在服务器的D盘生成RSAKey.txt文件，再编译TestPasswordValidatorRSA.java类，把编译后的class文件放到项目工程web-inf/classes/com/fr/privilege文件夹中。
6、登陆Login.jsp页面设置
客户端请求到登录页面，随机生成一字符串，此随机字符串作为密钥加密密码，如下代码：
<%@pagecontentType="text/html"pageEncoding="UTF-8"%>
<%@pageimport="com.fr.privilege.providers.dao.RSAUtil"%>
<%!publicStringTestmo(){
Stringmodule="";
try{
java.security.interfaces.RSAPublicKeyrsap=(java.security.interfaces.RSAPublicKey)RSAUtil
.getKeyPair().getPublic();
module=rsap.getModulus().toString(16);
}catch(Exceptione){
//TODOAuto-generatedcatchblock
e.printStackTrace();
}
returnmodule;
}%>
<%!publicStringTestem(){
Stringempoent="";
try{
java.security.interfaces.RSAPublicKeyrsap=(java.security.interfaces.RSAPublicKey)RSAUtil
.getKeyPair().getPublic();
empoent=rsap.getPublicExponent().toString(16);
}catch(Exceptione){
//TODOAuto-generatedcatchblock
e.printStackTrace();
}
returnempoent;
}%>
<html>
<head>
<scripttype="text/javascript"
src="ReportServer?op=emb&resource=finereport.js"></script>
<scripttype="text/javascript"src="js/RSA.js"></script>
<scripttype="text/javascript"src="js/BigInt.js"></script>
<scripttype="text/javascript"src="js/Barrett.js"></script>
<scripttype="text/javascript">
functionbodyRSA()
{
setMaxDigits(130);
vara="<%=Testmo()%>";
varb="<%=Testem()%>";
key=newRSAKeyPair(b,"",a);
}
functiondoSubmit(){
bodyRSA();
varusername=FR.cjkEncode(document.getElementById("username").value);//获取输入的用户名
varpassword=FR.cjkEncode(document.getElementById("password").value);//获取输入的参数
$.ajax({
url:"ReportServer?op=auth_login&fr_username="+username+"&fr_password="+password,//将用户名和密码发送到报表认证地址op=auth_login
data:{__redirect__:'false'},
complete:function(res){
varjo=FR.jsonDecode(res.responseText);
if(jo.url){
window.location=jo.url+"&_="+newDate().getTime();//认证成功跳转页面，因为ajax不支持重定向所有需要跳转的设置
}
else{
alert("用户名密码错误!")//认证失败
}
}
})
}
</script>
</head>
<body>
<p>
请登录
</p>
<formname="login"method="POST">
<p>
用户名:
<inputid="username"type="text"/>
</p>
<p>
密码:
<inputid="password"type="password"/>
</p>
<inputtype="button"value="登录"onclick="doSubmit()"/>
</form>
</body>
</html>