android rsa 示例

1.参考资料

1.1 android的Cipher官方文档

　　https://developer.android.com/reference/javax/crypto/Cipher

　　其中 构造Cipher实例时要提供加密算法参数 transformation 它的格式有两种：

• 1. "algorithm/mode/padding" 
  2. "algorithm"

　　代码如下：

　　Cipher c = Cipher.getInstance("DES/CBC/PKCS5Padding");

　　其中关于rsa的部分：

Algorithm	Modes	Paddings	Supported API Levels
RSA	ECB NONE	NoPadding OAEPPadding PKCS1Padding	1+
		OAEPwithSHA-1andMGF1Padding OAEPwithSHA-256andMGF1Padding	10+
		OAEPwithSHA-224andMGF1Padding OAEPwithSHA-384andMGF1Padding OAEPwithSHA-512andMGF1Padding	23+

1.2 关于算法、Modes、Paddings

　　https://docs.oracle.com/javase/8/docs/technotes/guides/security/StandardNames.html#Cipher

　　其中 rsa 的mode ECB的介绍如下：注意红色部分。

ECB	Electronic Codebook Mode, as defined in FIPS PUB 81 (generally this mode should not be used for multiple blocks of data).

　

2.生成密钥

2.1 使用openssl

第1步：生产私钥文件，rsa_private_key.pem

openssl genrsa -out rsa_private_key.pem 2048

查看下它的内容：

其中

• -----BEGIN RSA PRIVATE KEY----- 与 -----END RSA PRIVATE KEY----- 之间就是私钥经过base64编码后的字符。
• 解码后就可以得到私钥的字节数组。

第2步：根据私钥生产公钥，rsa_public_key.pem 

openssl rsa -in rsa_private_key.pem -out rsa_public_key.pem -pubout

它的内容与私钥相似。

其中

• -----BEGIN PUBLIC KEY----- 与 -----END PUBLIC KEY----- 之间就是公钥经过base64编码后的字符。
• 解码后就可以得到公钥的字节数组。

第3步：对私钥进行PKCS#8编码

openssl pkcs8 -topk8 -in rsa_private_key.pem -out rsa_pkcs8_private_key.pem -nocrypt

第4步：认证(收费)

如果担心公钥的可靠性，可去权威机构认证一下，得到数字证书。

创建证书请求文件，填写各项信息，如国家、城市、公司，邮箱、密码等等。

openssl req -new -key rsa_private_key.pem -out rsa_cert.csr

用生成的 rsa_cert.csr文件 去权威机构(CA)申请证书，CA会给你数字证书文件。

2.2 用java代码生成密钥

除了上面方法外，也可以用java代码生成公钥、私钥。

      try {
            KeyPairGenerator kpg = KeyPairGenerator.getInstance("RSA");
            kpg.initialize(2048);
            KeyPair keyPair =  kpg.genKeyPair();
            RSAPublicKey publicKey = (RSAPublicKey) keyPair.getPublic();
            RSAPrivateKey privateKey = (RSAPrivateKey) keyPair.getPrivate();

        } catch (NoSuchAlgorithmException e) {
            e.printStackTrace();
        }

3.示例

3.1 加密、解密（支持分段）

公钥加密--->私钥解密

    // 公钥加密,支持分段。最大 MAX_ENCRYPT_SIZE 字节
    public static byte[] encryptByPublicKey(@NonNull byte[] data,RSAPublicKey key) throws Exception {

        // 加密数据
        Cipher cipher = Cipher.getInstance(ANDROID_TRANSFORMATION);
        cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key);

        int inOffset = 0,outOffset = 0;

        int olen = cipher.getOutputSize(data.length);
        byte output[] = new byte[olen];
        Log.e("RSAUtil", "encryptByPublicKey: data.len = " + data.length + " outLen = " + olen);

        int loop = data.length / MAX_ENCRYPT_SIZE;

        for (int i = 0 ; i < loop; ++i){
            int inLen = MAX_ENCRYPT_SIZE;
            int outLen = cipher.update(data,inOffset,inLen,output,outOffset);
            Log.e("RSAUtil", "encryptByPublicKey: outLen = " + outLen + " inLen = " + inLen);
            inOffset += inLen;
            outOffset += outLen;
        }

        if (inOffset <= data.length){
            cipher.update(data,inOffset,data.length - inOffset,output,outOffset);
        }
        return cipher.doFinal();
    }


    // 私钥解密,支持分段。最大 MAX_DECRYPT_SIZE 字节
    public static byte[] decryptByPrivateKey(@NonNull byte[] encrypted,RSAPrivateKey key) throws Exception {

        // 解密数据
        Cipher cipher = Cipher.getInstance(ANDROID_TRANSFORMATION);
        cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key);


        int inOffset = 0,outOffset = 0;

        int olen = cipher.getOutputSize(encrypted.length);
        byte output[] = new byte[olen];
        Log.e("RSAUtil", "decryptByPrivateKey: data.len = " + encrypted.length + " outLen = " + olen);

        int loop = encrypted.length / MAX_DECRYPT_SIZE;

        for (int i = 0 ; i < loop; ++i){
            int inLen = MAX_DECRYPT_SIZE;
            int outLen = cipher.update(encrypted,inOffset,inLen,output,outOffset);
            Log.e("RSAUtil", "decryptByPrivateKey: outLen = " + outLen + " inLen = " + inLen);
            inOffset += inLen;
            outOffset += outLen;
        }

        if (inOffset <= encrypted.length){
            cipher.update(encrypted,inOffset,encrypted.length - inOffset,output,outOffset);
        }

        return cipher.doFinal();
    }

私钥加密--->公钥解密

    // 私钥加密,支持分段。最大 MAX_ENCRYPT_SIZE 字节
    public static byte[] encryptByPrivateKey(@NonNull byte[] data,RSAPrivateKey key) throws Exception {

        // 数据加密
        Cipher cipher = Cipher.getInstance(ANDROID_TRANSFORMATION);
        cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key);

        int inOffset = 0,outOffset = 0;

        int olen = cipher.getOutputSize(data.length);
        byte output[] = new byte[olen];
        Log.e("RSAUtil", "encryptByPrivateKey: data.len = " + data.length + " outLen = " + olen);

        int loop = data.length / MAX_ENCRYPT_SIZE;

        for (int i = 0 ; i < loop; ++i){
            int inLen = MAX_ENCRYPT_SIZE;
            int outLen = cipher.update(data,inOffset,inLen,output,outOffset);
            Log.e("RSAUtil", "encryptByPrivateKey: outLen = " + outLen + " inLen = " + inLen);
            inOffset += inLen;
            outOffset += outLen;
        }

        if (inOffset <= data.length){
            cipher.update(data,inOffset,data.length - inOffset,output,outOffset);
        }
        return cipher.doFinal();
    }

    // 公钥解密,支持分段。最大 MAX_DECRYPT_SIZE 字节
    public static byte[] decryptByPublicKey(@NonNull byte[] data,RSAPublicKey key) throws Exception {

        // 数据解密
        Cipher cipher = Cipher.getInstance(ANDROID_TRANSFORMATION);
        cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key);

        int inOffset = 0,outOffset = 0;

        int olen = cipher.getOutputSize(data.length);
        byte output[] = new byte[olen];
        Log.e("RSAUtil", "decryptByPublicKey: data.len = " + data.length + " outLen = " + olen);

        int loop = data.length / MAX_DECRYPT_SIZE;

        for (int i = 0 ; i < loop; ++i){
            int inLen = MAX_DECRYPT_SIZE;
            int outLen = cipher.update(data,inOffset,inLen,output,outOffset);
            Log.e("RSAUtil", "decryptByPublicKey: outLen = " + outLen + " inLen = " + inLen);
            inOffset += inLen;
            outOffset += outLen;
        }

        if (inOffset <= data.length){
            cipher.update(data,inOffset,data.length - inOffset,output,outOffset);
        }
        return cipher.doFinal();
    }

3.2 签名、验证

　　 // 签名
    public static byte[] sign(@NonNull byte [] data,RSAPrivateKey key) throws Exception {
        Signature signature = Signature.getInstance("SHA256withRSA");
        signature.initSign(key);
        signature.update(data);
        return signature.sign();
    }

    // 验签
    public static boolean verify(byte [] data, byte [] signed,RSAPublicKey key) throws Exception {
        Signature signature = Signature.getInstance("SHA256withRSA");
        signature.initVerify(key);
        signature.update(data);
        return signature.verify(signed);
    } 

4.注意事项

• 加密最多(秘钥长度/8-11)个字节的数据，2048为245,1024为117。 
• android系统的RSA实现是"RSA/None/NoPadding"，标准JDK实现是"RSA/ECB/PKCS1Padding" ，有可能在android机上加密后无法在服务器上解密。

5.代码

　　完整示例

　　https://github.com/f9q/rsa