基於hutool實現非對稱加密(RSA和國密SM2)的加解密和加簽驗簽

来源:https://www.cnblogs.com/hdwang/archive/2022/05/25/16310314.html
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背景 對外服務的介面為了安全起見，往往需要進行相應的安全處理：數據加密傳輸和身份認證。數據加密傳輸有對稱加密和非對稱加密兩種，為了更加安全起見採用非對稱加密比較好些，身份認證則採用數字簽名可以實現。 非對稱加密缺點：加解密速度慢、RSA有最大長度要求。 方案一 僅採用非對稱加密 RSA對內容長度的要 ...


背景

對外服務的介面為了安全起見，往往需要進行相應的安全處理：數據加密傳輸和身份認證。數據加密傳輸有對稱加密和非對稱加密兩種，為了更加安全起見採用非對稱加密比較好些，身份認證則採用數字簽名可以實現。

非對稱加密缺點：加解密速度慢、RSA有最大長度要求。

 

方案一

僅採用非對稱加密

RSA對內容長度的要求可以通過分組加解密解決

參考：https://blog.csdn.net/draven1122/article/details/55212252

 

方案二

非對稱加密+對稱加密

內容採用對稱加密（AES）加密,非對稱加密僅加密AES密鑰

調用方

  1.簽名生成：介面參數->摘要演算法(SHA)->參數摘要->簽名（自己RSA私鑰）->簽名

  2.內容(介面參數 + 簽名 ) -->對稱加密（AES）--> 內容密文

  3.AES密鑰-->非對稱加密（對方RSA公鑰）--> AES密鑰密文

  4. 內容密文（請求體）+AES密鑰密文(請求頭)-> 傳輸給接收方

接收方

 1. 獲取AES密鑰密文-> 非對稱解密（自己RSA私鑰）->AES密鑰

 2. 內容密文-> AES密鑰-> 內容明文

 3. 驗證簽名：內容里的參數->摘要演算法(SHA)->參數摘要->驗簽（對方RSA公鑰）->簽名

 4. 驗簽通過，繼續執行介面

 5. 返回值（加解密可選）

 

加密工具類可以使用：https://hutool.cn/docs/#/crypto/%E6%A6%82%E8%BF%B0 

基於hutool中密碼工具類實現的rsa和國密的非對稱加解密演算法和加簽驗簽演算法代碼如下

maven依賴

 <!-- huTool工具箱 -->
        <dependency>
            <groupId>cn.hutool</groupId>
            <artifactId>hutool-all</artifactId>
            <version>5.7.22</version>
        </dependency>

        <dependency>
            <groupId>org.bouncycastle</groupId>
            <artifactId>bcprov-jdk15to18</artifactId>
            <version>1.69</version>
        </dependency>

rsa非對稱加密

package com.hdwang.test.hutool;

import cn.hutool.core.util.CharsetUtil;
import cn.hutool.core.util.StrUtil;
import cn.hutool.crypto.SecureUtil;
import cn.hutool.crypto.asymmetric.KeyType;
import cn.hutool.crypto.asymmetric.RSA;
import cn.hutool.crypto.asymmetric.Sign;
import cn.hutool.crypto.asymmetric.SignAlgorithm;

import java.nio.charset.StandardCharsets;
import java.security.KeyPair;
import java.security.PrivateKey;
import java.security.PublicKey;
import java.util.Base64;

/**
 * @author wanghuidong
 * @date 2022/5/25 21:00
 */
public class RsaTest {

    public static void main(String[] args) {
        String text = "人最寶貴的是生命.生命對每個人只有一次.人的一生應當這樣度過：當他迴首往事的時候,不會因為虛度年華而悔恨,也不會因為碌碌無為而羞恥.這樣,在臨死的時候,他能夠說：“我已把自己的整個的生命和全部的精力獻給了世界上最壯麗的事業---------為人類的解放而鬥爭.”";
        System.out.println("原文：" + text);

        //生成公私鑰對
        KeyPair pair = SecureUtil.generateKeyPair("RSA");
        PrivateKey privateKey = pair.getPrivate();
        PublicKey publicKey = pair.getPublic();
        //獲得私鑰
        String privateKeyStr = bytesToBase64(privateKey.getEncoded());
        System.out.println("私鑰：" + privateKeyStr);
        //獲得公鑰
        String publicKeyStr = bytesToBase64(publicKey.getEncoded());
        System.out.println("公鑰：" + publicKeyStr);

        RSA rsa = new RSA(privateKeyStr, publicKeyStr);
        System.out.println(rsa);

        //公鑰加密，私鑰解密
        byte[] encrypt = rsa.encrypt(StrUtil.bytes(text, CharsetUtil.CHARSET_UTF_8), KeyType.PublicKey);
        System.out.println("公鑰加密：" + bytesToBase64(encrypt));

        byte[] decrypt = rsa.decrypt(encrypt, KeyType.PrivateKey);
        System.out.println("私鑰解密：" + new String(decrypt,StandardCharsets.UTF_8));

//        //私鑰加密，公鑰解密
//        byte[] encrypt2 = rsa.encrypt(StrUtil.bytes(text, CharsetUtil.CHARSET_UTF_8), KeyType.PrivateKey);
//        System.out.println("私鑰加密：" + bytesToBase64(encrypt2));
//        byte[] decrypt2 = rsa.decrypt(encrypt2, KeyType.PublicKey);
//        System.out.println("公鑰解密：" + bytesToBase64(decrypt2));

        Sign sign = SecureUtil.sign(SignAlgorithm.SHA256withRSA, privateKeyStr, publicKeyStr);
        //簽名
        byte[] data = text.getBytes(StandardCharsets.UTF_8);
        byte[] signed = sign.sign(data);
        String signedStr = bytesToBase64(signed);
        System.out.println("簽名：" + signedStr);

        //驗證簽名
        boolean verify = sign.verify(data, base64ToBytes(signedStr));
        System.out.println("驗簽：" + verify);

    }

    /**
     * 位元組數組轉Base64編碼
     *
     * @param bytes 位元組數組
     * @return Base64編碼
     */
    private static String bytesToBase64(byte[] bytes) {
        byte[] encodedBytes = Base64.getEncoder().encode(bytes);
        return new String(encodedBytes, StandardCharsets.UTF_8);
    }

    /**
     * Base64編碼轉位元組數組
     *
     * @param base64Str Base64編碼
     * @return 位元組數組
     */
    private static byte[] base64ToBytes(String base64Str) {
        byte[] bytes = base64Str.getBytes(StandardCharsets.UTF_8);
        return Base64.getDecoder().decode(bytes);
    }
}

國密非對稱加密(SM2)

package com.hdwang.test.hutool;

import cn.hutool.core.util.HexUtil;
import cn.hutool.core.util.StrUtil;
import cn.hutool.crypto.SecureUtil;
import cn.hutool.crypto.SmUtil;
import cn.hutool.crypto.asymmetric.KeyType;
import cn.hutool.crypto.asymmetric.SM2;

import java.nio.charset.StandardCharsets;
import java.security.KeyPair;
import java.util.Base64;

/**
 * 國密非對稱加解密和加簽驗簽演算法
 *
 * @author wanghuidong
 * @date 2022/5/25 20:50
 */
public class SmTest {
    public static void main(String[] args) {
        String text = "人最寶貴的是生命.生命對每個人只有一次.人的一生應當這樣度過：當他迴首往事的時候,不會因為虛度年華而悔恨,也不會因為碌碌無為而羞恥.這樣,在臨死的時候,他能夠說：“我已把自己的整個的生命和全部的精力獻給了世界上最壯麗的事業---------為人類的解放而鬥爭.”";
        System.out.println("原文：" + text);

        KeyPair pair = SecureUtil.generateKeyPair("SM2");
        byte[] privateKey = pair.getPrivate().getEncoded();
        byte[] publicKey = pair.getPublic().getEncoded();
        System.out.println("公鑰：\n" + bytesToBase64(publicKey));
        System.out.println("私鑰：\n" + bytesToBase64(privateKey));

        SM2 sm2 = SmUtil.sm2(privateKey, publicKey);
        // 公鑰加密，私鑰解密
        String encryptStr = sm2.encryptBcd(text, KeyType.PublicKey);
        System.out.println("加密後：" + encryptStr);

        String decryptStr = StrUtil.utf8Str(sm2.decryptFromBcd(encryptStr, KeyType.PrivateKey));
        System.out.println("解密後：" + decryptStr);
        //加簽
        String sign = sm2.signHex(HexUtil.encodeHexStr(text));
        System.out.println("簽名：" + sign);
        //驗簽
        boolean verify = sm2.verifyHex(HexUtil.encodeHexStr(text), sign);
        System.out.println("驗簽：" + verify);

    }


    /**
     * 位元組數組轉Base64編碼
     *
     * @param bytes 位元組數組
     * @return Base64編碼
     */
    private static String bytesToBase64(byte[] bytes) {
        byte[] encodedBytes = Base64.getEncoder().encode(bytes);
        return new String(encodedBytes, StandardCharsets.UTF_8);
    }

    /**
     * Base64編碼轉位元組數組
     *
     * @param base64Str Base64編碼
     * @return 位元組數組
     */
    private static byte[] base64ToBytes(String base64Str) {
        byte[] bytes = base64Str.getBytes(StandardCharsets.UTF_8);
        return Base64.getDecoder().decode(bytes);
    }
}

 

 

參考文章：

https://www.cnblogs.com/pcheng/p/9629621.html

https://blog.csdn.net/woniu211111/article/details/108114402

https://blog.csdn.net/draven1122/article/details/55212252


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