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對稱加密+非對稱加密,實作資料安全傳輸

2020-09-11 02:10:43 企業開發

一般金融類的產品,涉及前端和后端互動的時候,都會都嚴格的資料安全保證,防止黑客攻擊,資訊篡改,

加密方式有很多,總的來說,分為2種:對稱和非對稱,我們先來看一下,這兩種加密方式分別是什么?他們有什么區別?

對稱加密:

對稱加密,即采用對稱的密碼編碼技術,他的特點是,加密和解密使用相同的秘鑰,

常見的對稱加密演算法有DES、3DES、Blowfish、IDEA、RC4、RC5、RC6和AES,對稱加密演算法使用起來簡單快捷,密鑰較短,且破譯困難,

但是對稱秘鑰在使用程序中存在以下問題:

1、對稱加密演算法一般不能提供資訊完整性的鑒別,它無法驗證發送者和接受者的身份;

2、對稱密鑰的管理和分發作業是一件具有潛在危險的和煩瑣的程序,如何防止秘鑰泄露是一個難點,

非對稱加密:

非對稱加密技術,需要兩個秘鑰,公鑰和私鑰,公鑰和私鑰成對出現,

如果用公開密鑰對資料進行加密,只有用對應的私有密鑰才能解密;如果用私有密鑰對資料進行加密,那么只有用對應的公開密鑰才能解密,因為加密和解密使用的是兩個不同的密鑰,所以這種演算法叫作非對稱加密演算法,

非對稱加密演算法實作機密資訊交換的基本程序是:甲方生成一對密鑰并將其中的一把作為公用密鑰向其它方公開;得到該公用密鑰的乙方使用該密鑰對機密資訊進行加密后再發送給甲方;甲方再用自己保存的另一把專用密鑰對加密后的資訊進行解密,甲方只能用其專用密鑰解密由其公用密鑰加密后的任何資訊,

非對稱加密的典型應用是數字簽名,

常見的非對稱加密演算法有:RSA、ECC(移動設備用)、Diffie-Hellman、El Gamal、DSA(數字簽名用),

對稱+非對稱結合使用:

現在,我們已經對對稱和非對稱加密有了一定的了解,接下來,我將會給大家介紹一下,我在專案中使用的一種加密方式:對稱+非對稱,

先看一張流程圖:

先看發送方:

這里,我們主要有2步操作,

1、報文原文使用對稱加密技術,對稱加密的秘鑰(避免混淆,這里稱對稱密碼),根據亂數生成,每次發起請求時,會重新產生一個亂數,進一步降低被破解的風險,

2、對稱密碼通過非對稱加密方式進行加密,公鑰由后臺產生,匹配的私鑰由后臺保管,這樣產生一個加密后的對稱密碼,前端在發送給后端之后,后端需要用匹配的私鑰才能解開,

再看接收方:

接收方在接收到資料包之后,同樣有兩步操作:

1、會使用匹配的私鑰解密加密的對稱密碼,獲取到真實的對稱密碼,

2、使用對稱密碼,解密加密報文,獲取原報文內容,

這樣做的好處是:

1、因為我們的對稱密碼是使用非對稱加密的,因此,想要破解,需要找到相應的公鑰才行,

2、每次請求會重新生成一個對稱密碼,這就加大了破解的難度,

代碼實作:

工具類:

非對稱加密:

public class RSA1 {
    /**
     * 隨機生成公鑰和私鑰
     */
 
    public static final String publicKeyString  = "publicKeyString";
    public static final String privateKeyString = "privateKeyString";
 
 
    public static HashMap<String, String> getRandomKey() throws NoSuchAlgorithmException, InvalidKeySpecException {
        KeyPairGenerator keyPairGen = KeyPairGenerator.getInstance("RSA");
        keyPairGen.initialize(1024);//生成大小 1024
        KeyPair keyPair = keyPairGen.generateKeyPair();
        RSAPublicKey publicKey = (RSAPublicKey) keyPair.getPublic();//獲取公鑰
        RSAPrivateKey privateKey = (RSAPrivateKey) keyPair.getPrivate();//獲取私鑰
        HashMap<String, String> keyMap = new HashMap<String, String>();
        keyMap.put(publicKeyString, new String(Base64.encode(publicKey.getEncoded(), Base64.DEFAULT)));//獲取公鑰Base64編碼
        keyMap.put(privateKeyString, new String(Base64.encode(privateKey.getEncoded(), Base64.DEFAULT)));//獲取密鑰Base64編碼
        return keyMap;
    }
 
    /**
     * 通過字串生成私鑰
     */
    public static PrivateKey getPrivateKey(String privateKeyData) {
        PrivateKey privateKey = null;
        try {
            byte[] decodeKey = Base64.decode(privateKeyData, Base64.DEFAULT); //將字串Base64解碼
            PKCS8EncodedKeySpec x509 = new PKCS8EncodedKeySpec(decodeKey);//創建x509證書封裝類
            KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance("RSA");//指定RSA
            privateKey = keyFactory.generatePrivate(x509);//生成私鑰
        } catch (NoSuchAlgorithmException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (InvalidKeySpecException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return privateKey;
    }
 
 
    /**
     * 通過字串生成公鑰
     */
    public static PublicKey getPublicKey(String publicKeyData) {
        PublicKey publicKey = null;
        try {
            byte[] decodeKey = Base64.decode(publicKeyData, Base64.DEFAULT);
            X509EncodedKeySpec x509 = new X509EncodedKeySpec(decodeKey);
            KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance("RSA");
            publicKey = keyFactory.generatePublic(x509);
        } catch (NoSuchAlgorithmException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (InvalidKeySpecException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return publicKey;
    }
 
    /**
     * 加密
     */
    public static byte[] encrypt(String data, Key key) {
        try {
            //取公鑰
            KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance("RSA");
            Cipher cipher = Cipher.getInstance(keyFactory.getAlgorithm(),"BC");
            cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key);
            return cipher.doFinal(data.getBytes());
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return null;
    }
 
    /**
     * 解密
     */
    public static byte[] decrypt(byte[] data, Key key) {
        try {
            Cipher cipher = Cipher.getInstance("RSA","BC");
            cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key);
            return cipher.doFinal(data);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return null;
    }
}

對稱加密:

public class AES_2 {
 
    public static byte[] genPrivateKey(String password) throws NoSuchAlgorithmException {
        KeyGenerator kgen = KeyGenerator.getInstance("AES");
        byte[] bytes = tohash256Deal(password);
        SecureRandom securerandom = new SecureRandom(bytes);
        kgen.init(128, securerandom);
        SecretKey secretKey = kgen.generateKey();
        byte[] enCodeFormat = secretKey.getEncoded();
        SecretKeySpec key = new SecretKeySpec(enCodeFormat, "AES");
        return key.getEncoded();
    }
 
    public static byte[] encrypt(String content, SecretKeySpec key) {
        try {
            //創建一個實作指定轉換的 Cipher物件,該轉換由指定的提供程式提供,
            Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES/ECB/PKCS7Padding");
            cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key);
            byte[] byteContent = content.getBytes("utf-8");
            byte[] cryptograph = cipher.doFinal(byteContent);
            return Base64.encode(cryptograph, Base64.DEFAULT);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return null;
    }
 
    public static String decrypt(byte[] cryptograph, SecretKeySpec key) {
        try {
            Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES/ECB/PKCS7Padding");
            cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key);
            byte[] content = cipher.doFinal(Base64.decode(cryptograph, Base64.DEFAULT));
            return new String(content);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return null;
    }
 
    public static byte[] encrypt(String content, String password) {
        try {
            //"AES":請求的密鑰演算法的標準名稱
            KeyGenerator kgen = KeyGenerator.getInstance("AES");
            //256:密鑰生成引數;securerandom:密鑰生成器的隨機源
            SecureRandom securerandom = new SecureRandom(tohash256Deal(password));
            kgen.init(128, securerandom);
            //生成秘密(對稱)密鑰
            SecretKey secretKey = kgen.generateKey();
            //回傳基本編碼格式的密鑰
            byte[] enCodeFormat = secretKey.getEncoded();
            //根據給定的位元組陣列構造一個密鑰,enCodeFormat:密鑰內容;"AES":與給定的密鑰內容相關聯的密鑰演算法的名稱
            SecretKeySpec key = new SecretKeySpec(enCodeFormat, "AES");
            //將提供程式添加到下一個可用位置
            Security.addProvider(new BouncyCastleProvider());
            //創建一個實作指定轉換的 Cipher物件,該轉換由指定的提供程式提供,
            //"AES/ECB/PKCS7Padding":轉換的名稱;"BC":提供程式的名稱
            Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES/ECB/PKCS7Padding", "BC");
            cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key);
            byte[] byteContent = content.getBytes("utf-8");
            byte[] cryptograph = cipher.doFinal(byteContent);
            return Base64.encode(cryptograph, Base64.DEFAULT);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return null;
    }
 
    public static String decrypt(byte[] cryptograph, String password) {
        try {
            KeyGenerator kgen = KeyGenerator.getInstance("AES");
            SecureRandom securerandom = new SecureRandom(tohash256Deal(password));
            kgen.init(128, securerandom);
            SecretKey secretKey = kgen.generateKey();
            byte[] enCodeFormat = secretKey.getEncoded();
            SecretKeySpec key = new SecretKeySpec(enCodeFormat, "AES");
            Security.addProvider(new BouncyCastleProvider());
            Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES/ECB/PKCS7Padding", "BC");
            cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key);
            byte[] content = cipher.doFinal(Base64.decode(cryptograph, Base64.DEFAULT));
            return new String(content);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return null;
    }
 
    public static String parseByte2HexStr(byte buf[]) {
        StringBuffer sb = new StringBuffer();
        for (int i = 0; i < buf.length; i++) {
            String hex = Integer.toHexString(buf[i] & 0xFF);
            if (hex.length() == 1) {
                hex = '0' + hex;
            }
            sb.append(hex.toUpperCase());
        }
        return sb.toString();
    }
 
    public static byte[] parseHexStr2Byte(String hexStr) {
        if (hexStr.length() < 1)
            return null;
        byte[] result = new byte[hexStr.length() / 2];
        for (int i = 0; i < hexStr.length() / 2; i++) {
            int high = Integer.parseInt(hexStr.substring(i * 2, i * 2 + 1), 16);
            int low = Integer.parseInt(hexStr.substring(i * 2 + 1, i * 2 + 2), 16);
            result[i] = (byte) (high * 16 + low);
        }
        return result;
    }
 
    public static byte[] tohash256Deal(String datastr) {
        try {
            MessageDigest digester = MessageDigest.getInstance("SHA-256");
            digester.update(datastr.getBytes());
            byte[] hex = digester.digest();
            return hex;
        } catch (NoSuchAlgorithmException e) {
            throw new RuntimeException(e.getMessage());
        }
    }
 
}

發送方和接收方的實作:

String content = "000";
JSONObject jsonObject = new JSONObject();
try {
    LogT.i("++++++++++++++++++++++發送方+++++++++++++++++++++++++=");
    //產生私鑰
    int random = (int) ((Math.random() * 9 + 1) * 100000);
    //私鑰位元組
    byte[] bytes = AES_2.genPrivateKey(String.valueOf(random));
    //傳輸報文加密
    SecretKeySpec key1 = new SecretKeySpec(bytes, "AES");
    byte[] content_encrypt = AES_2.encrypt(content, key1);
    //公鑰對私鑰加密
    PublicKey publicKey = RSA1.getPublicKey(public_key);
    sKey_encrypt = RSA1.encrypt(Base64.encodeToString(bytes, Base64.DEFAULT), publicKey);
    //資料組裝
    jsonObject.put("key", Base64.encodeToString(sKey_encrypt, Base64.DEFAULT));
    jsonObject.put("content", AES_2.parseByte2HexStr(content_encrypt));

    LogT.i("+++++++++++++++++++++++接收方++++++++++++++++++++++++=");

    //決議獲取私鑰
    PrivateKey privateKey = RSA1.getPrivateKey(private_key);
    //決議接收到的key資料
    byte[] decode = Base64.decode(Base64.encodeToString(sKey_encrypt, Base64.DEFAULT), Base64.DEFAULT);
    //私鑰解密
    byte[] decrypt = RSA1.decrypt(decode, privateKey);
    //解碼私鑰位元組
    byte[] decode_orig = Base64.decode(new String(decrypt), Base64.DEFAULT);
    //加密的報文
    byte[] HexStrByte = AES_2.parseHexStr2Byte(AES_2.parseByte2HexStr(content_encrypt));
    SecretKeySpec key2 = new SecretKeySpec(decode_orig, "AES");
    //解密后的報文
    String decrypt1 = AES_2.decrypt(HexStrByte, key2);
    LogT.i(decrypt1);//000
} catch (Exception e) {
		e.printStackTrace();
}

參考:

原文:https://blog.csdn.net/Aminy123/article/details/81871092 

轉載請註明出處,本文鏈接:https://www.uj5u.com/qiye/3941.html

標籤:訊息安全

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    uj5u.com 2023-04-20 08:01:37 more
  • 【Vue2.x原始碼系列06】計算屬性computed原理

    本章目標:計算屬性是如何實作的?計算屬性快取原理以及洋蔥模型的應用?在初始化Vue實體時,我們會給每個計算屬性都創建一個對應watcher,我們稱之為計算屬性watcher ......

    uj5u.com 2023-04-20 08:01:31 more
  • http1.1與http2.0

    一、http是什么 通俗來講,http就是計算機通過網路進行通信的規則,是一個基于請求與回應,無狀態的,應用層協議。常用于TCP/IP協議傳輸資料。目前任何終端之間任何一種通信方式都必須按Http協議進行,否則無法連接。tcp(三次握手,四次揮手)。 請求與回應:客戶端請求、服務端回應資料。 無狀態 ......

    uj5u.com 2023-04-20 08:01:10 more
  • http1.1與http2.0

    一、http是什么 通俗來講,http就是計算機通過網路進行通信的規則,是一個基于請求與回應,無狀態的,應用層協議。常用于TCP/IP協議傳輸資料。目前任何終端之間任何一種通信方式都必須按Http協議進行,否則無法連接。tcp(三次握手,四次揮手)。 請求與回應:客戶端請求、服務端回應資料。 無狀態 ......

    uj5u.com 2023-04-20 08:00:32 more