RSA加密演算法是目前最有影響力的公鑰加密演算法，它能夠抵抗到目前為止已知的絕大多數密碼攻擊。

那關於RSA加密演算法有哪些應用呢？以下舉一個資料庫身份驗證的案例。

在使用資料集進行身份認證時，密碼存在資料庫中，認證時使用者輸入的密碼與資料庫中密碼相同則認證透過，若資料庫被破解了則對系統造成威脅，怎樣保證系統安全呢？這裡就可以應用RSA加密演算法，對許可權加密。

思路：

就是在url中傳使用者名稱密碼時，先把使用者名稱進行翻轉，然後再進行加密，如輸入的密碼為12，實際後臺進行加密的值為21，再與資料庫進行驗證，這樣就可以避免資料庫被破解檢視到的是21的加密碼，登陸系統時以21是無法登陸成功的。

以報表軟體FineReport為例，這是一個能讀取各類資料庫的報表軟體，分客戶端和前端展示。

實現方案：

1、把RSA加密使用的第三方包，放到工程web-inf/lib資料夾下即可。

2、呼叫js檔案

RSA資料夾為前端js加密時需要呼叫js檔案，因此需要將Barrett.js、BigInt.js、RSA.js放到工程目錄下如：WebReport/js，新建js資料夾放入js檔案。

3、定義RSA加密類

定義RSAUtil.java類檔案，先執行類中generateKeyPair()方法，會在伺服器D盤中生成一個隨機的RSAKey.txt檔案，儲存公鑰和金鑰，每訪問一次這個方法會重新整理一次txt檔案。

點選(此處)摺疊或開啟

package com.fr.privilege;
import java.io.ByteArrayOutputStream;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.ObjectInputStream;
import java.io.ObjectOutputStream;
import java.math.BigInteger;
import java.security.KeyFactory;
import java.security.KeyPair;
import java.security.KeyPairGenerator;
import java.security.NoSuchAlgorithmException;
import java.security.PrivateKey;
import java.security.PublicKey;
import java.security.SecureRandom;
import java.security.interfaces.RSAPrivateKey;
import java.security.interfaces.RSAPublicKey;
import java.security.spec.InvalidKeySpecException;
import java.security.spec.RSAPrivateKeySpec;
import java.security.spec.RSAPublicKeySpec;
import javax.crypto.Cipher;
/**
* RSA 工具類。提供加密，解密，生成金鑰對等方法。
* 需要到下載bcprov-jdk14-123.jar。
*
*/
public class RSAUtil {
/**
* * 生成金鑰對 *
*
* @return KeyPair *
* @throws EncryptException
*/
public static KeyPair generateKeyPair() throws Exception {
try {
KeyPairGenerator keyPairGen = KeyPairGenerator.getInstance("RSA",
new org.bouncycastle.jce.provider.BouncyCastleProvider());
final int KEY_SIZE = 1024;// 沒什麼好說的了，這個值關係到塊加密的大小，可以更改，但是不要太大，否則效率會低
keyPairGen.initialize(KEY_SIZE, new SecureRandom());
KeyPair keyPair = keyPairGen.generateKeyPair();
saveKeyPair(keyPair);
return keyPair;
} catch (Exception e) {
throw new Exception(e.getMessage());
}
}
public static KeyPair getKeyPair() throws Exception {
FileInputStream fis = new FileInputStream("C:/RSAKey.txt");
ObjectInputStream oos = new ObjectInputStream(fis);
KeyPair kp = (KeyPair) oos.readObject();
oos.close();
fis.close();
return kp;
}
public static void saveKeyPair(KeyPair kp) throws Exception {
FileOutputStream fos = new FileOutputStream("C:/RSAKey.txt");
ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(fos);
// 生成金鑰
oos.writeObject(kp);
oos.close();
fos.close();
}
/**
* * 生成公鑰 *
*
* @param modulus *
* @param publicExponent *
* @return RSAPublicKey *
* @throws Exception
*/
public static RSAPublicKey generateRSAPublicKey(byte[] modulus,
byte[] publicExponent) throws Exception {
KeyFactory keyFac = null;
try {
keyFac = KeyFactory.getInstance("RSA",
new org.bouncycastle.jce.provider.BouncyCastleProvider());
} catch (NoSuchAlgorithmException ex) {
throw new Exception(ex.getMessage());
}
RSAPublicKeySpec pubKeySpec = new RSAPublicKeySpec(new BigInteger(
modulus), new BigInteger(publicExponent));
try {
return (RSAPublicKey) keyFac.generatePublic(pubKeySpec);
} catch (InvalidKeySpecException ex) {
throw new Exception(ex.getMessage());
}
}
/**
* * 生成私鑰 *
*
* @param modulus *
* @param privateExponent *
* @return RSAPrivateKey *
* @throws Exception
*/
public static RSAPrivateKey generateRSAPrivateKey(byte[] modulus,
byte[] privateExponent) throws Exception {
KeyFactory keyFac = null;
try {
keyFac = KeyFactory.getInstance("RSA",
new org.bouncycastle.jce.provider.BouncyCastleProvider());
} catch (NoSuchAlgorithmException ex) {
throw new Exception(ex.getMessage());
}
RSAPrivateKeySpec priKeySpec = new RSAPrivateKeySpec(new BigInteger(
modulus), new BigInteger(privateExponent));
try {
return (RSAPrivateKey) keyFac.generatePrivate(priKeySpec);
} catch (InvalidKeySpecException ex) {
throw new Exception(ex.getMessage());
}
}
/**
* * 加密 *
*
* @param key
* 加密的金鑰 *
* @param data
* 待加密的明文資料 *
* @return 加密後的資料 *
* @throws Exception
*/
public static byte[] encrypt(PublicKey pk, byte[] data) throws Exception {
try {
Cipher cipher = Cipher.getInstance("RSA",
new org.bouncycastle.jce.provider.BouncyCastleProvider());
cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, pk);
int blockSize = cipher.getBlockSize();// 獲得加密塊大小，如：加密前資料為128個byte，而key_size=1024
// 加密塊大小為127
// byte,加密後為128個byte;因此共有2個加密塊，第一個127
// byte第二個為1個byte
int outputSize = cipher.getOutputSize(data.length);// 獲得加密塊加密後塊大小
int leavedSize = data.length % blockSize;
int blocksSize = leavedSize != 0 ? data.length / blockSize + 1
: data.length / blockSize;
byte[] raw = new byte[outputSize * blocksSize];
int i = 0;
while (data.length - i * blockSize > 0) {
if (data.length - i * blockSize > blockSize)
cipher.doFinal(data, i * blockSize, blockSize, raw, i
* outputSize);
else
cipher.doFinal(data, i * blockSize, data.length - i
* blockSize, raw, i * outputSize);
// 這裡面doUpdate方法不可用，檢視原始碼後發現每次doUpdate後並沒有什麼實際動作除了把byte[]放到
// ByteArrayOutputStream中，而最後doFinal的時候才將所有的byte[]進行加密，可是到了此時加密塊大小很可能已經超出了
// OutputSize所以只好用dofinal方法。
i++;
}
return raw;
} catch (Exception e) {
throw new Exception(e.getMessage());
}
}
/**
* * 解密 *
*
* @param key
* 解密的金鑰 *
* @param raw
* 已經加密的資料 *
* @return 解密後的明文 *
* @throws Exception
*/
public static byte[] decrypt(PrivateKey pk, byte[] raw) throws Exception {
try {
Cipher cipher = Cipher.getInstance("RSA",
new org.bouncycastle.jce.provider.BouncyCastleProvider());
cipher.init(cipher.DECRYPT_MODE, pk);
int blockSize = cipher.getBlockSize();
ByteArrayOutputStream bout = new ByteArrayOutputStream(64);
int j = 0;
while (raw.length - j * blockSize > 0) {
bout.write(cipher.doFinal(raw, j * blockSize, blockSize));
j++;
}
return bout.toByteArray();
} catch (Exception e) {
throw new Exception(e.getMessage());
}
}
/**
* * *
*
* @param args *
* @throws Exception
*/
public static void main(String[] args) throws Exception {
RSAPublicKey rsap = (RSAPublicKey) RSAUtil.generateKeyPair()
.getPublic();
String test = "hello world";
byte[] en_test = encrypt(getKeyPair().getPublic(), test.getBytes());
System.out.println("123:" + new String(en_test));
byte[] de_test = decrypt(getKeyPair().getPrivate(), en_test);
System.out.println(new String(de_test));
}
}

4、定義密碼驗證類

定義TestPasswordValidatorRSA.java密碼驗證類

定義一個類，命名為TestPasswordValidatorRSA.java，擴充套件於AbstractPasswordValidator，重寫其中密碼驗證方法encodePassword，先把輸入的密碼進行翻轉，然後再進行加密，返回密碼進行驗證，具體程式碼如下：

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package com.fr.privilege;
import com.fr.privilege.providers.dao.AbstractPasswordValidator;
public class TestPasswordValidatorRSA extends AbstractPasswordValidator{
//@Override
public String encodePassword( String clinetPassword) {
try {
//對密碼進行翻轉如輸入ab翻轉後為ba
StringBuffer sb = new StringBuffer();
sb.append(new String(clinetPassword));
String bb = sb.reverse().toString();
//進行加密
byte[] en_test = RSAUtil.encrypt(RSAUtil.getKeyPair().getPublic(),bb.getBytes());
//進行解密，如果資料庫裡面儲存的是加密碼，則此處不需要進行解密
byte[] de_test = RSAUtil.decrypt(RSAUtil.getKeyPair().getPrivate(),en_test);
//返回加密密碼
clinetPassword=new String(de_test);
} catch (Exception e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
return clinetPassword; //即獲取加密密碼再與資料庫密碼匹配。
}
@Override
public boolean validatePassword(String arg0, String arg1) {
// TODO Auto-generated method stub
return false;
}
}

5、編譯類檔案

首先編譯RSAUtil.java類檔案在伺服器的D盤生成RSAKey.txt檔案，再編譯TestPasswordValidatorRSA.java類，把編譯後的class檔案放到專案工程web-inf/classes/com/fr/privilege資料夾中。

6、登陸Login.jsp頁面設定

客戶端請求到登入頁面，隨機生成一字串，此隨機字串作為金鑰加密密碼，如下程式碼：

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<%@page contentType="text/html" pageEncoding="UTF-8"%>
<%@page import="com.fr.privilege.providers.dao.RSAUtil"%>
<%!public String Testmo() {
String module = "";
try {
java.security.interfaces.RSAPublicKey rsap = (java.security.interfaces.RSAPublicKey) RSAUtil
.getKeyPair().getPublic();
module = rsap.getModulus().toString(16);
} catch (Exception e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
return module;
}%>
<%!public String Testem() {
String empoent = "";
try {
java.security.interfaces.RSAPublicKey rsap = (java.security.interfaces.RSAPublicKey) RSAUtil
.getKeyPair().getPublic();
empoent = rsap.getPublicExponent().toString(16);
} catch (Exception e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
return empoent;
}%>
<html>
<head>
<script type="text/javascript"
src="ReportServer?op=emb&resource=finereport.js"></script>
<script type="text/javascript" src="js/RSA.js"></script>
<script type="text/javascript" src="js/BigInt.js"></script>
<script type="text/javascript" src="js/Barrett.js"></script>
<script type="text/javascript">
function bodyRSA()
{
setMaxDigits(130);
var a = "<%=Testmo()%>";
var b = "<%=Testem()%>";
key = new RSAKeyPair(b,"",a);
}
function doSubmit() {
bodyRSA();
var username = FR.cjkEncode(document.getElementById("username").value); //獲取輸入的使用者名稱
var password = FR.cjkEncode(document.getElementById("password").value); //獲取輸入的引數
$.ajax({
url : "ReportServer?op=auth_login&fr_username=" + username + "&fr_password=" + password, //將使用者名稱和密碼傳送到報表認證地址op=auth_login
data : {__redirect__ : 'false'},
complete : function(res) {
var jo = FR.jsonDecode(res.responseText);
if(jo.url) {
window.location=jo.url+ "&_=" + new Date().getTime(); //認證成功跳轉頁面，因為ajax不支援重定向所有需要跳轉的設定
}
else{
alert("使用者名稱密碼錯誤！") //認證失敗
}
}
})
}
</script>
</head>
<body>
<p>
請登入
</p>
<form name="login" method="POST">
<p>
使用者名稱:
<input id="username" type="text" />
</p>
<p>
密碼:
<input id="password" type="password" />
</p>
<input type="button" value="登入" onclick="doSubmit()" />
</form>
</body>
</html>

RSA加密演算法的簡單案例

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