Rsa双向加密 - 行而学之

RSA是一种双向加密的算法，它是第一个既能用于数据加密也能用于数字签名的算法。它易于理解和操作，也很流行。算法的名字以发明者的名字命名：Ron Rivest, Adi Shamir 和Leonard Adleman。但RSA的安全性一直未能得到理论上的证明。它经历了各种攻击，至今未被完全攻破。

该算法的实例代码如下：

一、生成公钥和私钥

公钥可以对外公开，供其他人加密使用，而把私钥秘密保存用于解密。下面程序产生公钥和私钥，并将他们分别保存在文件中。

import java.io.*; 
import java.security.*; 
import javax.crypto.*; 
import javax.crypto.spec.*; 

public class Skey_RSA{
   public static void main(String args[]) throws Exception{
        //创建密钥对生成器，指定加密和解密算法为RSA
        KeyPairGenerator kpg=KeyPairGenerator.getInstance("RSA");
        //指定密钥的长度，初始化密钥对生成器
        kpg.initialize(1024);
        //生成密钥对
        KeyPair kp=kpg.genKeyPair();

        //获取公钥
        PublicKey pbkey=kp.getPublic();
        //获取私钥
        PrivateKey prkey=kp.getPrivate();
        
        //保存公钥到文件
        FileOutputStream  f1=new FileOutputStream("Skey_RSA_pub.dat");
        ObjectOutputStream b1=new  ObjectOutputStream(f1);
	        b1.writeObject(pbkey);
        
        //保存私钥到文件
        FileOutputStream  f2=new FileOutputStream("Skey_RSA_priv.dat");
        ObjectOutputStream b2=new  ObjectOutputStream(f2);
	       b2.writeObject(prkey);
   }
}

二、使用RSA算法，用公钥对明文加密

import java.security.*;
import java.security.spec.*;
import javax.crypto.*;
import javax.crypto.spec.*;
import javax.crypto.interfaces.*;
import java.security.interfaces.*;
import java.math.*;
import java.io.*;
public class Enc_RSA{
   public static void main(String args[]) throws Exception{
        //需要加密的明文字符串
        String s="Hello World!";
        //从文件中读取公钥
        FileInputStream f=new FileInputStream("Skey_RSA_pub.dat");
        ObjectInputStream b=new ObjectInputStream(f);
        RSAPublicKey  pbk=(RSAPublicKey)b.readObject( );

        //RSA算法是使用整数进行加密的，在RSA公钥中包含有两个整数信息：e和n。对于明文数字m,计算密文的公式是m的e次方再与n求模。
        BigInteger e=pbk.getPublicExponent();
        BigInteger n=pbk.getModulus();
        System.out.println("e= "+e);
        System.out.println("n= "+n);

        //获取明文的大整数
        byte ptext[]=s.getBytes("UTF8");
        BigInteger m=new BigInteger(ptext);

        //加密明文
        BigInteger c=m.modPow(e,n);

        //打印密文c
        System.out.println("c= "+c);

        //将密文以字符串形式保存在文件中
        String cs=c.toString( );
        BufferedWriter out= 
          new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(
            new FileOutputStream("Enc_RSA.dat")));
        out.write(cs,0,cs.length( ));
        out.close( );
       
   }
}

三、使用RSA算法，用私钥对密文解密

import java.security.*;
import java.security.spec.*;
import javax.crypto.*;
import javax.crypto.spec.*;
import javax.crypto.interfaces.*;
import java.security.interfaces.*;
import java.math.*;
import java.io.*;
public class Dec_RSA{
   public static void main(String args[]) throws Exception{

       //读取密文
        BufferedReader in= 
          new BufferedReader(new InputStreamReader(new FileInputStream("Enc_RSA.dat")));
        String ctext=in.readLine();
        BigInteger c=new BigInteger(ctext);

        //获取私钥 
        FileInputStream f=new FileInputStream("Skey_RSA_priv.dat");
        ObjectInputStream b=new ObjectInputStream(f);
        RSAPrivateKey prk=(RSAPrivateKey)b.readObject( );

        //获取私钥的参数d,n
        BigInteger d=prk.getPrivateExponent();
        BigInteger n=prk.getModulus();
        System.out.println("d= "+d);
        System.out.println("n= "+n);

        //解密明文
        BigInteger m=c.modPow(d,n);
        System.out.println("m= "+m);

        //计算明文对应的字符串并输出。
        byte[] mt=m.toByteArray();
        System.out.println("PlainText is ");
        for(int i=0;i<mt.length;i++){
              System.out.print((char) mt[i]);
        }
   }
}

RSA算法是第一个能同时用于加密和数字签名的算法，也易于理解和操作。RSA是被研究得最广泛的公钥算法，从提出到现在已近二十年，经历了各种攻击的考验，逐渐为人们接受，普遍认为是目前最优秀的公钥方案之一。RSA的安全性依赖于大数的因子分解，但并没有从理论上证明破译RSA的难度与大数分解难度等价。即RSA的重大缺陷是无法从理论上把握它的保密性能如何，而且密码学界多数人士倾向于因子分解不是NPC问题。 RSA的缺点主要有：A)产生密钥很麻烦，受到素数产生技术的限制，因而难以做到一次一密。B)分组长度太大，为保证安全性，n 至少也要 600 bits 以上，使运算代价很高，尤其是速度较慢，较对称密码算法慢几个数量级；且随着大数分解技术的发展，这个长度还在增加，不利于数据格式的标准化。目前，SET( Secure Electronic Transaction )协议中要求CA采用比特长的密钥，其他实体使用比特的密钥。