JAVA常用加密方式介绍及使用汇总(全集)


引文:
传说在古罗马时代,发生了一次大战。正当敌方部队向罗马城推进时,古罗马皇帝凯撒向前线司令官发出了一封密信:VWRS WUDIILF。这封密信被敌方情报人员翻遍英文字典,也查不出这两个词的意思。
此时古罗马皇帝同时又发出了另一个指令:“前进三步”。然后古罗马军队司令官根据第二个指令很快明白了这封密信的含义。
“前进三步”这个提示的意思是向前推算三位的意思。推算出的结果就是:STOP TRAFFIC 停止运输或停止交通的意思!据说恺撒是率先使用加密函的古代将领之一,因此这种加密方法被称为凯撒密码。
它是一种替代密码,通过将字母按顺序推后起3位起到加密作用,如将字母A换作字母D,将字母B换作字母E。凯撒算法是最早使用的算法之一,是最简单的一种对称加密算法。

一、摘要加密(Hash加密)

引文:
如果开发者需要保存密码(比如网站用户的密码),要考虑如何保护这些密码数据,网站用户密码的泄露是一件非常严重的事情,容易引起用户恐慌,
所以在安全方面是重中之重,直接将密码以明文写入数据库中是极不安全的,因为任何可以打开数据库的人,都将可以直接看到这些密码。
解决的办法是将密码加密后再存储进数据库,比较常用的加密方法是使用哈希函数(Hash Function),也就是摘要加密。
通过哈希函数,我们就可以将密码的哈希值存储进数据库。用户登录网站的时候,我们可以检验用户输入密码的哈希值是否与数据库中的哈希值相同。
由于哈希函数是不可逆的,即使有人打开了数据库,也无法看到用户的密码是多少。(但不意味着存储经过哈希函数加密后的密码就是绝对的安全!)

介绍:摘要加密是一种不需要密钥的加密算法,生成的密文是唯一的、定长的并且无法破解,具有不可逆性、唯一性。常见的算法有MD5、SHA等。

原理:通过hash算法(单向算法)对目标信息生成一段特定长度的唯一hash值。

应用场景:密码加密,数字签名,文件完整性的校验 ,版权等应用场景。

1.MD5加密

介绍:全称Message Digest Algorithm(信息摘要算法),是将任意长度的数据字符串转化成短小的固定长度的值的单向操作,任意两个字符串不应有相同的散列值。

(1)不加盐版

使用示例:

public static byte[] encryMD5(byte[] data) throws Exception {
        MessageDigest md5 = MessageDigest.getInstance("MD5");
        md5.update(data);
        return md5.digest();
    }

(2)加盐版
需要注意的是,如果直接对密码进行散列,那么黑客可以对通过获得这个密码散列值,然后通过查散列值字典(例如MD5密码破解网站),得到某用户的密码。
以及彩虹表技术(在字典法的基础上改进,以时间换空间)的兴起,可以建立彩虹表进行查表破解,目前这种方式已经很不安全了。
此时我们可以通过加盐来解决这个问题。
盐(Salt) 是什么?就是一个 随机生成的字符串。我们将盐与原始密码连接(concat)在一起(放在前面或后面都可以),然后将concat后的字符串加密。Salt这个值是由系统随机生成的,并且只有系统知道。

加盐版算法:
每次保存密码到数据库时,都生成一个随机16位数字,将这16位数字和密码相加再求MD5摘要,然后在摘要中再将这16位数字按规则掺入形成一个48位的字符串。
在验证密码时再从48位字符串中按规则提取16位数字,和用户输入的密码相加再MD5。按照这种方法形成的结果肯定是不可直接反查的,且同一个密码每次保存时形成的摘要也都是不同的。

加盐使用示例:

public static String encryMD5Salt(String data) throws Exception {
	MessageDigest md5 = MessageDigest.getInstance("MD5");
	//每次的盐都是随机的
	String salt = UUID.randomUUID().toString().substring(0,16);
	md5.update((data + salt).getBytes());
	//获取十六进制字符串形式的MD5摘要
	String password = new String(new Hex().encode(md5.digest()));
	char[] cs = new char[48];
	for (int i = 0; i < 48; i += 3) {
		cs[i] = password.charAt(i / 3 * 2);
		char c = salt.charAt(i / 3);
		cs[i + 1] = c;
		cs[i + 2] = password.charAt(i / 3 * 2 + 1);
	}
	return new String(cs);
}

/**
 * 校验密码是否正确
 */
public static boolean verify(String password, String md5) throws NoSuchAlgorithmException {
	char[] cs1 = new char[32];
	char[] cs2 = new char[16];
	for (int i = 0; i < 48; i += 3) {
		cs1[i / 3 * 2] = md5.charAt(i);
		cs1[i / 3 * 2 + 1] = md5.charAt(i + 2);
		cs2[i / 3] = md5.charAt(i + 1);
	}
	String salt = new String(cs2);
	MessageDigest md5Verify = MessageDigest.getInstance("MD5");
	md5Verify.update((password + salt).getBytes());
	return  new String(new Hex().encode(md5Verify.digest())).equals(new String(cs1));
}

结果测试:

public static void main(String[] args) throws Exception {
	//System.out.println(encryMD5("123456"));
	System.out.println(encryMD5Salt("123456"));
	System.out.println(verify("123456",encryMD5Salt("123456")));
}

2.SHA加密

介绍:全称Secure Hash Algorithm(安全散列算法),是FIPS所认证的安全散列算法。能计算出一个数字消息所对应到的,长度固定的字符串(又称消息摘要)的算法。

SHA与MD5:
(1)对强行攻击的安全性:最显著和最重要的区别是SHA-1摘要比MD5摘要长32位。使用强行技术,产生任何一个报文使其摘要等于给定报摘要的难度对MD5是2128数量级的操作,而对SHA-1则是2160数量级的操作。
这样,SHA-1对强行攻击有更大的强度。
(2)对密码分析的安全性:由于MD5的设计,易受密码分析的攻击,SHA-1显得不易受这样的攻击。
(3)速度:在相同的硬件上,SHA-1的运行速度比MD5慢。

注:SHA-256、SHA-512加密(目前用于比特币区块链的哈希算法)已经是当前很安全的加密方式,不需要额外进行加盐处理。

示例:

public static byte[] encryptSHA(byte[] data) throws Exception{
	MessageDigest sha = MessageDigest.getInstance("SHA");
	sha.update(data);
	return sha.digest();
}


public static String SHAEncrypt(final String content) {
	try {
		MessageDigest sha = MessageDigest.getInstance("SHA");
		byte[] sha_byte = sha.digest(content.getBytes());
		StringBuffer hexValue = new StringBuffer();
		for (byte b : sha_byte) {
			//将其中的每个字节转成十六进制字符串:byte类型的数据最高位是符号位,通过和0xff进行与操作,转换为int类型的正整数。
			String toHexString = Integer.toHexString(b & 0xff);
			hexValue.append(toHexString.length() == 1 ? "0" + toHexString : toHexString);
		}
		return hexValue.toString();
	} catch (Exception e) {
		e.printStackTrace();
	}
	return "";
}



//SHA-256加密
public static String SHA256Encrypt(String sourceStr) {
	MessageDigest md = null;
	try {
		md = MessageDigest.getInstance("SHA-256");
	} catch (NoSuchAlgorithmException e) {
		e.printStackTrace();
	}
	if (null != md) {
		md.update(sourceStr.getBytes());
		String digestStr = getDigestStr(md.digest());
		return digestStr;
	}

	return null;
}

结果测试:
public static void main(String[] args) throws Exception {
	//System.out.println(encryMD5("123456"));
	//System.out.println(encryMD5Salt("123456"));
	//System.out.println(verify("123456",encryMD5Salt("123456")));
	System.out.println(encryptSHA("123456".getBytes()));
	System.out.println(SHAEncrypt("123456"));
	System.out.println(SHA256Encrypt("123456"));
}

3.BCrypt加密

介绍:基于Blowfish算法的密码哈希函数,内部自己实现了随机加盐处理,是一种较为安全的加密方法。

原理:由四部分组成①saltRounds: 正数,代表hash杂凑次数,数值越高越安全,默认10次;②myPassword: 明文密码字符串;③salt: 盐,一个128bits随机字符串,22字符;
④myHash: 经过明文密码password和盐salt进行hash,默认循环加盐hash10次,得到myHash。
每次明文字符串myPassword过来,就通过10次循环加盐salt加密后得到myHash, 然后拼接BCrypt版本号+salt盐+myHash等到最终的bcrypt密码 ,存入数据库中。
在下次校验时,从myHash中取出salt,(salt通过截取密文得到),salt跟password进行hash;得到的结果跟保存在DB中的hash进行比对。

使用示例:

// 加密
String encodedPassword = BCrypt.hashpw("123456", BCrypt.gensalt());
System.out.println(encodedPassword);

// 验证密码是否正确
boolean flag = BCrypt.checkpw("123456", encodedPassword);
System.out.println(flag);

所需依赖:

<dependency>
    <groupId>org.mindrot</groupId>
    <artifactId>jbcrypt</artifactId>
    <version>0.4</version>
</dependency>

二、对称加密

介绍:加密和解密使用相同密钥的加密算法。常见算法的有DES、3DES、AES等。
DES(Data Encryption Standard)和3DES(Triple DES)由于安全性原因基本已经退出舞台,作为取代的是AES(Advanced Encryption Standard)。

原理:密钥是控制加密及解密过程的指令。算法是一组规则,规定如何进行加密和解密。

应用场景:速度快,适用于离线的大量数据加密。

1.AES加密(Rijndael[读作rain-dahl]加密)

AES一共有四种加密模式:电子密码本模式(ECB)、加密分组链接模式(CBC)、加密反馈模式(CFB)和输出反馈模式(OFB)。
以下是ECB的使用示例:

package com.example.user.utils;

import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.SecretKey;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;
import java.util.Base64;
import java.util.Random;

public class AESUtils {


    /**
     * 加解密统一编码方式
     */
    private final static String ENCODING = "utf-8";

    /**
     * 加解密方式
     */
    private final static String ALGORITHM = "AES";

    /**
     * 加密模式及填充方式
     */
    private final static String PATTERN = "AES/ECB/pkcs5padding";

    /**
     * 秘钥生成来源
     */
    public static final String ALLCHAR = "0123456789abcdefghijklmnopqrstuvwxyzABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ";

    /**
     * 生成AES密钥对象
     *
     */
    public static String generateAESKey() {
        StringBuffer sb = new StringBuffer();
        Random random = new Random();
        for (int i = 0; i < 16; i++) {
            sb.append(ALLCHAR.charAt(random.nextInt(ALLCHAR.length())));
        }
        return sb.toString();
    }


    /**
     * AES加密
     *
     * @param plainText
     * @param key
     * @return
     * @throws Exception
     */
    public static String encrypt(String plainText, String key) throws Exception {
        if (key == null) {
            System.out.print("Key为空null");
            return null;
        }
        // 判断Key是否为16位
        if (key.length() != 16) {
            System.out.print("Key长度不是16位");
            return null;
        }
        SecretKey secretKey = new SecretKeySpec(key.getBytes(ENCODING), ALGORITHM);
        // AES加密采用pkcs5padding填充
        Cipher cipher = Cipher.getInstance(PATTERN);
        //用密匙初始化Cipher对象
        cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secretKey);
        //执行加密操作
        byte[] encryptData = cipher.doFinal(plainText.getBytes(ENCODING));
        return Base64.getEncoder().encodeToString(encryptData);
    }


    /**
     * AES解密
     *
     * @param plainText
     * @param key
     * @return
     * @throws Exception
     */
    public static String decrypt(String plainText, String key) throws Exception {
        SecretKey secretKey = new SecretKeySpec(key.getBytes(ENCODING), ALGORITHM);
        // 获取 AES 密码器
        Cipher cipher = Cipher.getInstance(PATTERN);
        // 初始化密码器(解密模型)
        cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, secretKey);
        // 解密数据, 返回明文
        byte[] encryptData = cipher.doFinal(Base64.getDecoder().decode(plainText));
        return new String(encryptData, ENCODING);
    }

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        String key = generateAESKey();
        System.out.println(encrypt("123456",key));
        System.out.println(decrypt(encrypt("123456",key),key));
    }
}

2.PBE加密

介绍:全称Password Based Encryption,基于口令加密。其特点是使用口令代替了密钥,而口令由用户自己掌管,采用随机数杂凑多重加密等方法保证数据的安全性。

口令和密钥的区别:
口令:一般与用户名对应,是某个用户自己编织的便于 记忆的一串单词、数字、汉字字符,口令的特点容易被记忆, 也容易泄露和被盗取,容易被社会工程学、暴力破解、撞库等方式获取。
密钥:是经过加密算法计算出来的,密钥一般不容易记忆,不容易被破解,而且很多时候密钥是作为算法的参数出现的,算法对于密钥长度也是有要求的,因为加密算法的作用就是利用密钥来扰乱明文顺序。

原理:PBE算法在加密过程中并不是直接使用口令来加密,而是加密的密钥由口令生成,这个功能由PBE算法中的KDF函数完成。
KDF函数的实现过程为:将用户输入的口令首先通过“盐”(salt)的扰乱产生准密钥,再将准密钥经过散列函数(摘要)多次迭代后生成最终加密密钥,
密钥生成后,PBE算法再选用对称加密算法对数据进行加密。–结合了摘要加密与对称加密

使用示例:

package com.example.user.utils;

import org.bouncycastle.jce.provider.BouncyCastleProvider;

import javax.crypto.*;
import javax.crypto.spec.PBEKeySpec;
import javax.crypto.spec.PBEParameterSpec;
import java.security.*;
import java.security.spec.InvalidKeySpecException;
import java.util.Base64;

public enum PBEAlgorithmUtils {
    PBE_With_MD5_And_DES("PBEWithMD5andDES", "default"),
    PBE_WITH_MD5_AND_TRIPE_DES("PBEWithMD5AndTripeDES", "default"),
    PBE_WITH_SHA1_AND_DESEDE("PBEWithSHA1AndDESede", "default"),
    PBE_WITH_SHA1_AND_RC2_40("PBEWithSHA1AndRC2_40", "default"),
    PBE_WITH_MD5_AND_RC2("PBEWithMD5AndRC2", "BC"),
    PBE_WITH_SHA1_AND_DES("PBEWithSHA1AndDES", "BC"),
    PBE_WITH_SHA1_AND_RC2("PBEWithSHA1AndRC2", "BC"),
    PBE_WITH_SHA_AND_IDEA_CBC("PBEWithSHAAndIDEA-CBC", "BC"),
    PBE_WITH_SHA_AND_2_KEY_TRIPLE_DES_CBC("PBEWithSHAAnd2-KeyTripleDES-CBC", "BC"),
    PBE_WITH_SHA_AND_3_KEY_TRIPLE_DES_CBC("PBEWithSHAAnd3-KeyTripleDES-CBC", "BC"),
    PBE_WITH_SHA_AND_128_BIT_RC2_CBC("PBEWithSHAAnd128BitRC2-CBC", "BC"),
    PBE_WITH_SHA_AND_40_BIT_RC2_CBC("PBEWithSHAAnd40BitRC2-CBC", "BC"),
    PBE_WITH_SHA_AND_128_BIT_RC4("PBEWithSHAAnd128BitRC4", "BC"),
    PBE_WITH_SHA_AND_40_BIT_RC4("PBEWithSHAAnd40BitRC4", "BC"),
    PBE_WITH_SHA_AND_BLOWFISH("PBEWithSHAAndBlowfish", "BC");

    static {
        Security.addProvider(new BouncyCastleProvider());
    }

    private String algorithm = "";
    private String providerName = "";

    PBEAlgorithmUtils(String algorithm, String providerName) {
        this.algorithm = algorithm;
        this.providerName = providerName;
    }

    public String encrypt(String plainText, String password, String saltStr, int iterationCount) throws NoSuchAlgorithmException, InvalidKeySpecException, NoSuchPaddingException, InvalidAlgorithmParameterException, InvalidKeyException, BadPaddingException, IllegalBlockSizeException, NoSuchProviderException {
        PBEKeySpec keySpec = new PBEKeySpec(password.toCharArray());
        SecretKeyFactory factory = null;
        if ("default".equals(this.providerName)) {
            factory = SecretKeyFactory.getInstance(this.algorithm);
        } else {
            factory = SecretKeyFactory.getInstance(this.algorithm, this.providerName);
        }
        SecretKey secretKey = factory.generateSecret(keySpec);
        PBEParameterSpec parameterSpec = new PBEParameterSpec(saltStr.getBytes(), iterationCount);
        Cipher cipher = Cipher.getInstance(this.algorithm);
        cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secretKey, parameterSpec);
        byte[] bytes = cipher.doFinal(plainText.getBytes());
        String cipherText = Base64.getEncoder().encodeToString(bytes);
        System.out.println(String.format("%s(%s-%d) plain text: %s -> cipher text: %s", this.algorithm, saltStr, iterationCount, plainText, cipherText));
        return cipherText;
    }

    public String decrypt(String base64CipherText, String password, String saltStr, int iterationCount) throws NoSuchPaddingException, NoSuchAlgorithmException, InvalidKeySpecException, InvalidAlgorithmParameterException, InvalidKeyException, BadPaddingException, IllegalBlockSizeException, NoSuchProviderException {
        PBEKeySpec keySpec = new PBEKeySpec(password.toCharArray());
        SecretKeyFactory factory = null;
        if ("default".equals(this.providerName)) {
            factory = SecretKeyFactory.getInstance(this.algorithm);
        } else {
            factory = SecretKeyFactory.getInstance(this.algorithm, this.providerName);
        }

        SecretKey secretKey = factory.generateSecret(keySpec);
        PBEParameterSpec parameterSpec = new PBEParameterSpec(saltStr.getBytes(), iterationCount);
        Cipher cipher = Cipher.getInstance(this.algorithm);
        cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, secretKey, parameterSpec);
        byte[] cipherBytes = Base64.getDecoder().decode(base64CipherText);
        byte[] plainBytes = cipher.doFinal(cipherBytes);
        String plainText =  new String(plainBytes).trim();
        System.out.println(String.format("%s(%s-%d) cipher text: %s -> plain text: %s", this.algorithm, saltStr, iterationCount, base64CipherText, plainText));
        return plainText;
    }

    public static void main(String[] args) throws InvalidAlgorithmParameterException, NoSuchPaddingException, IllegalBlockSizeException, NoSuchAlgorithmException, InvalidKeySpecException, BadPaddingException, InvalidKeyException, NoSuchProviderException {
        
		//口令为password,加密盐为salt,加密十次,使用MD5加密生成密钥,然后使用RC2进行对称加密
        String text = PBEAlgorithmUtils.PBE_WITH_MD5_AND_RC2.encrypt("123456","password","salt",10);
        PBEAlgorithmUtils.PBE_WITH_MD5_AND_RC2.decrypt(text,"password","salt",10);
		
        //口令为password,加密盐为salt,加密十次,使用SHA加密生成密钥,然后使用DES进行对称加密
        String text2 = PBEAlgorithmUtils.PBE_WITH_SHA1_AND_DES.encrypt("123456","password","salt",10);
        PBEAlgorithmUtils.PBE_WITH_SHA1_AND_DES.decrypt(text2,"password","salt",10);
    }
}

三、非对称加密

介绍:非对称加密算法是一种密钥的保密方法,加密和解密使用两个不同的密钥,公开密钥(publickey:简称公钥)和私有密钥(privatekey:简称私钥)。
公钥与私钥是一对,如果用公钥对数据进行加密,只有用对应的私钥才能解密。常见的加密算法有RSA、Elgamal、背包算法、Rabin、D-H、ECC(椭圆曲线加密算法)。

特点:算法强度复杂;加密解密速度没有对称密钥算法的速度快

应用场景:电商订单付款、银行相关业务、数字签名、与AES组合使用进行加密
注:在实际使用中,验签经常会加盐处理,拼接其他字符串如时间戳等后加密。

1.RSA加密

(1)基本使用示例

package com.example.user.utils;


import org.apache.commons.codec.binary.Base64;

import javax.crypto.Cipher;
import java.io.ByteArrayOutputStream;
import java.security.*;
import java.security.interfaces.RSAPrivateKey;
import java.security.interfaces.RSAPublicKey;
import java.security.spec.PKCS8EncodedKeySpec;
import java.security.spec.X509EncodedKeySpec;

public class RSAUtils {
    /**
     * 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;
    /**
     * 编码
     */
    private static String charset = "utf-8";



    /**
     * 获取密钥对
     *
     * @return 密钥对
     */
    public static KeyPair getKeyPair() throws Exception {
        KeyPairGenerator generator = KeyPairGenerator.getInstance("RSA");
        generator.initialize(1024);
        return generator.generateKeyPair();
    }

    /**
     * 获取私钥
     *
     * @param privateKey 私钥字符串
     * @return
     */
    public static PrivateKey getPrivateKey(String privateKey) throws Exception {
        KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance("RSA");
        byte[] decodedKey = Base64.decodeBase64(privateKey.getBytes(charset));
        PKCS8EncodedKeySpec keySpec = new PKCS8EncodedKeySpec(decodedKey);
        return keyFactory.generatePrivate(keySpec);
    }

    /**
     * 获取公钥
     *
     * @param publicKey 公钥字符串
     * @return
     */
    public static PublicKey getPublicKey(String publicKey) throws Exception {
        KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance("RSA");
        byte[] decodedKey = Base64.decodeBase64(publicKey.getBytes(charset));
        X509EncodedKeySpec keySpec = new X509EncodedKeySpec(decodedKey);
        return keyFactory.generatePublic(keySpec);
    }

    /**
     * RSA加密
     *
     * @param data 待加密数据
     * @param publicKey 公钥
     * @return
     */
    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(charset).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.getBytes(charset), offset, MAX_ENCRYPT_BLOCK);
            } else {
                cache = cipher.doFinal(data.getBytes(charset), offset, inputLen - offset);
            }
            out.write(cache, 0, cache.length);
            i++;
            offset = i * MAX_ENCRYPT_BLOCK;
        }
        byte[] encryptedData = out.toByteArray();
        out.close();
        // 获取加密内容使用base64进行编码,并以UTF-8为标准转化成字符串
        // 加密后的字符串
        return Base64.encodeBase64String(encryptedData);
    }

    /**
     * RSA解密
     *
     * @param data 待解密数据
     * @param privateKey 私钥
     * @return
     */
    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;
        // 对数据分段解密
        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();
        // 解密后的内容
        return new String(decryptedData, "UTF-8");
    }

    /**
     * 签名
     *
     * @param data 待签名数据
     * @param privateKey 私钥
     * @return 签名
     */
    public static String sign(String data, String privateKey) throws Exception {
        byte[] decoded = Base64.decodeBase64(privateKey);
        RSAPrivateKey priKey = (RSAPrivateKey) KeyFactory.getInstance("RSA").generatePrivate(new PKCS8EncodedKeySpec(decoded));
        //RSA解密
        Signature signature = Signature.getInstance("MD5withRSA");
        signature.initSign(priKey);
        signature.update(data.getBytes(charset));
        return new String(Base64.encodeBase64(signature.sign()),charset);
    }

    /**
     * 验签
     *
     * @param srcData 原始字符串
     * @param publicKey 公钥
     * @param sign 签名
     * @return 是否验签通过
     */
    public static boolean verify(String srcData, String publicKey, String sign) throws Exception {
        byte[] decoded = Base64.decodeBase64(publicKey);
        RSAPublicKey pubKey = (RSAPublicKey) KeyFactory.getInstance("RSA").generatePublic(new X509EncodedKeySpec(decoded));

        Signature signature = Signature.getInstance("MD5withRSA");
        signature.initVerify(pubKey);
        signature.update(srcData.getBytes(charset));
        return signature.verify(Base64.decodeBase64(sign.getBytes(charset)));
    }

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        try {
            // 生成密钥对
            KeyPair keyPair = getKeyPair();
            String privateKey = new String(Base64.encodeBase64(keyPair.getPrivate().getEncoded()));
            String publicKey = new String(Base64.encodeBase64(keyPair.getPublic().getEncoded()));
            System.out.println("私钥:" + privateKey);
            System.out.println("公钥:" + publicKey);
            // RSA加密
            String data = "123456";
            String encryptData = encrypt(data, getPublicKey(publicKey));
            System.out.println("加密后内容:" + encryptData);
            // RSA解密
            String decryptData = decrypt(encryptData, getPrivateKey(privateKey));
            System.out.println("解密后内容:" + decryptData);

            // RSA签名
            String sign = sign(data, privateKey);
            // RSA验签
            boolean result = verify(data, publicKey, sign);
            System.out.print("验签结果:" + result);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
            System.out.print("加解密异常");
        }
    }

}

(2)RSA与AES组合使用示例

为什么要使用RSA与AES组合加密呢?
对称加密(AES)的优势在于加密较快,但劣势在于秘钥一旦给出去就不安全了。非对称加密(RSA)的优势在于安全,就算提供公钥出去,别人也解密不了数据,但加密速度较慢。
使用流程:
Ⅰ.先生成一个随机AES秘钥字符串;
Ⅱ.使用RSA公钥加密AES秘钥,然后再用AES秘钥加密真正的内容;
Ⅲ.把skey=加密的AES秘钥,body=AES秘钥加密的内容传过去;
Ⅳ.对面使用RSA私钥解密AES秘钥,然后用AES秘钥解密出内容。
使用示例:

public static void main(String[] args) throws Exception {
	try {
		//生成AES密钥
		String AESKey = AESUtils.generateAESKey();
		// 生成rsa密钥对
		KeyPair keyPair = getKeyPair();
		String privateKey = new String(Base64.encodeBase64(keyPair.getPrivate().getEncoded()));
		String publicKey = new String(Base64.encodeBase64(keyPair.getPublic().getEncoded()));
		System.out.println("私钥:" + privateKey);
		System.out.println("公钥:" + publicKey);

		//加密端Start
		// RSA加密AESKey
		String encryptKey = encrypt(AESKey, getPublicKey(publicKey));
		System.out.println("加密后的AES密钥:" + encryptKey);

		// AES加密后的内容
		String data = "123456";
		String encryptData = AESUtils.encrypt(data,AESKey);
		System.out.println("AES加密后内容:" + encryptData);
		//加密端 end


		//解密端Start
		// RSA解密拿到AESKey
		String key = decrypt(encryptKey,keyPair.getPrivate());
		System.out.println("解密后的AES密钥:" + key);

		// RSA验签
		String result = AESUtils.decrypt(encryptData,key);
		System.out.print("结果:" + result);
		//解密端end

	} catch (Exception e) {
		e.printStackTrace();
		System.out.print("加解密异常");
	}
}

四、加密相关其他技术

1.BASE64

介绍:Base64并不是一种加密方式,而是一种编码方式。很多时候,我们都将Base64编码作为数据加密后的传输 / 存储格式。

原理:根据ASCII编码值进行转换。Base64二进制数6位为一个单元(所以总字符数只能是64),一个字节有8位,将3个原字符转换成4个Base64密文。(后面的使用示例也能看出来)

应用场景:Base64能够将任何数据转换为易移植的字符串,避免了传输过程中失真问题。最初,Base64是为了解决电子邮件中无法直接使用非ASCII字符的问题。
一段数据先经过Base64编码为ASCII字符串后,可以在接收端,通过Base64解码还原为原数据后,而无需担心传输过程中失真。
很多时候,我们都将Base64编码作为数据加密后的传输 / 存储格式。例如,一段明文数据通过MD5 、SHA等手段加密后,经过Base64编码为字符串,就可以很方便地进行传输 & 存储。

使用示例:

byte[] bytes  = "123456".getBytes();
System.out.println("Base64加密前:"+Arrays.toString(bytes));
byte[] encodeBytes = Base64.encodeBase64(bytes);
System.out.println("Base64加密后:"+Arrays.toString(encodeBytes));
System.out.println("Base64解密后:"+Arrays.toString(Base64.decodeBase64(encodeBytes)));