如何在Java项目中实现一个非对称加密算法

如何在Java项目中实现一个非对称加密算法？很多新手对此不是很清楚，为了帮助大家解决这个难题，下面小编将为大家详细讲解，有这方面需求的人可以来学习下，希望你能有所收获。

具体如下：

对称加密算法在加密和解密时使用的是同一个秘钥；而非对称加密算法需要两个密钥来进行加密和解密，这两个秘钥是公开密钥（public key，简称公钥）和私有密钥（private key，简称私钥）。

是一种 高级的双保险加密方式，一般的实现加密方式有DH密钥交换算法，RSA基于因子分解算法，ElGamal离散对数算法及ECC椭圆曲线加密等。

DH加密解密

/**
 * 非对称加密之：DH加密
 * 非对称DH，是安全性基于在有限域中计算离散对数的难度的一种加密算法。
 * 可用于密钥分发，但不能用于加/解密报文。DH即Diffie-Hellman算法的简写，也缩写为D-H算法。
 * D-H加密算法的核心思想就是大素数不可分解质因数的数学理论方法。
 * @description：
 * @date 2015-10-29 上午9:08:14
 */
public class EncryptDH {
private static String dhStr = "encrypt test by DH";
public static void main(String[] args) {
jdkDh();
}
private static void jdkDh() {
try {
// 初始化发送方密钥
KeyPairGenerator senderKeyPairGenerator = KeyPairGenerator.getInstance("DH");
senderKeyPairGenerator.initialize(512);
KeyPair senderKeyPair = senderKeyPairGenerator.generateKeyPair();
byte[] senderPublicKeyEnc = senderKeyPair.getPublic().getEncoded();// 发送方的公钥，发送给接受方，发送方式多种，比如文件，网络等
// 初始化接受方密钥
KeyFactory receiverKeyFactory = KeyFactory.getInstance("DH");
X509EncodedKeySpec x509EncodedKeySpec = new X509EncodedKeySpec(senderPublicKeyEnc);
PublicKey receiverPublicKey = receiverKeyFactory.generatePublic(x509EncodedKeySpec);
DHParameterSpec dhParameterSpec = ((DHPublicKey) receiverPublicKey).getParams();
KeyPairGenerator receiverKeyPairGenerator = KeyPairGenerator.getInstance("DH");
receiverKeyPairGenerator.initialize(dhParameterSpec);
KeyPair receiveKeyPair = receiverKeyPairGenerator.generateKeyPair();
PrivateKey receiverPrivateKey = receiveKeyPair.getPrivate();
byte[] receiverPublicKeyEnc = receiveKeyPair.getPublic().getEncoded();
// 密钥构建
KeyAgreement receiverKeyAgreement = KeyAgreement.getInstance("DH");
receiverKeyAgreement.init(receiverPrivateKey);
receiverKeyAgreement.doPhase(receiverPublicKey, true);
SecretKey receiverSecretKey = receiverKeyAgreement.generateSecret("DES");
KeyFactory senderKeyFactory = KeyFactory.getInstance("DH");
x509EncodedKeySpec = new X509EncodedKeySpec(receiverPublicKeyEnc);
PublicKey senderPublicKey = senderKeyFactory.generatePublic(x509EncodedKeySpec);
KeyAgreement senderKeyAgreement = KeyAgreement.getInstance("DH");
senderKeyAgreement.init(senderKeyPair.getPrivate());
senderKeyAgreement.doPhase(senderPublicKey, true);
SecretKey snederSecretKey = senderKeyAgreement.generateSecret("DES");
if (Objects.equals(receiverSecretKey, snederSecretKey)) {
System.out.println("双方密钥相同");
}
// 加密
Cipher cipher = Cipher.getInstance("DES");
cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, snederSecretKey);
byte[] result = cipher.doFinal(dhStr.getBytes());
System.out.println("DH加密后为：" + Base64.encode(result));
// 解密
cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, receiverSecretKey);
result = cipher.doFinal(result);
System.out.println("DH解密后为：" + new String(result));
}
catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
}

RSA加密解密

/**
 * 非对称加密之：RSA加密
 * @description：
 * RSA公钥加密算法是1977年由罗纳德·李维斯特（Ron Rivest）、阿迪·萨莫尔（Adi Shamir）和伦纳德·阿德曼（Leonard Adleman）一起提出的。
 * 1987年首次公布，当时他们三人都在麻省理工学院工作。RSA就是他们三人姓氏开头字母拼在一起组成的。
 * RSA是目前最有影响力的公钥加密算法，它能够抵抗到目前为止已知的绝大多数密码攻击，已被ISO推荐为公钥数据加密标准。
 * 今天只有短的RSA钥匙才可能被强力方式解破。到2008年为止，世界上还没有任何可靠的攻击RSA算法的方式。只要其钥匙的长度足够长，用RSA加密的信息实际上是不能被解破的。
 * 但在分布式计算和量子计算机理论日趋成熟的今天，RSA加密安全性受到了挑战。
 * RSA算法基于一个十分简单的数论事实：将两个大素数相乘十分容易，但是想要对其乘积进行因式分解却极其困难，因此可以将乘积公开作为加密密钥。
 * @date 2015-10-29 上午9:08:14
 */
public class EncryptRSA {
private static String rsaStr = "encrypt test by ElGamal";
public static void main(String[] args) {
jdkRSA();
}
private static void jdkRSA() {
try {
// 初始化密钥
KeyPairGenerator keyPairGenerator = KeyPairGenerator.getInstance("RSA");
keyPairGenerator.initialize(512);
KeyPair keyPair = keyPairGenerator.generateKeyPair();
RSAPublicKey rsaPublicKey = (RSAPublicKey) keyPair.getPublic();
RSAPrivateKey rsaPrivateKey = (RSAPrivateKey) keyPair.getPrivate();
System.out.println("RSA公钥：" + Base64.encode(rsaPublicKey.getEncoded()));
System.out.println("RSA私钥：" + Base64.encode(rsaPrivateKey.getEncoded()));
// 私钥加密，公钥解密--加密
PKCS8EncodedKeySpec pkcs8EncodedKeySpec = new PKCS8EncodedKeySpec(rsaPrivateKey.getEncoded());
KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance("RSA");
PrivateKey privateKey = keyFactory.generatePrivate(pkcs8EncodedKeySpec);
Cipher cipher = Cipher.getInstance("RSA");
cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, privateKey);
byte[] result = cipher.doFinal(rsaStr.getBytes());
System.out.println("RSA私钥加密，公钥解密--加密：" + Base64.encode(result));
// 私钥加密，公钥解密--解密
X509EncodedKeySpec x509EncodedKeySpec = new X509EncodedKeySpec(rsaPublicKey.getEncoded());
keyFactory = KeyFactory.getInstance("RSA");
PublicKey publicKey = keyFactory.generatePublic(x509EncodedKeySpec);
cipher = Cipher.getInstance("RSA");
cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, publicKey);
result = cipher.doFinal(result);
System.out.println("RSA私钥加密，公钥解密--解密：" + new String(result));
// 公钥加密，私钥解密--加密
x509EncodedKeySpec = new X509EncodedKeySpec(rsaPublicKey.getEncoded());
keyFactory = KeyFactory.getInstance("RSA");
publicKey = keyFactory.generatePublic(x509EncodedKeySpec);
cipher = Cipher.getInstance("RSA");
cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, publicKey);
result = cipher.doFinal(rsaStr.getBytes());
System.out.println("公钥加密，私钥解密--加密：" + Base64.encode(result));
// 公钥加密，私钥解密--解密
pkcs8EncodedKeySpec=new PKCS8EncodedKeySpec(rsaPrivateKey.getEncoded());
keyFactory = KeyFactory.getInstance("RSA");
privateKey= keyFactory.generatePrivate(pkcs8EncodedKeySpec);
cipher = Cipher.getInstance("RSA");
cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, privateKey);
result = cipher.doFinal(result);
System.out.println("公钥加密，私钥解密--解密：" + new String(result));
}
catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
}

ElGamal加密

/**
 * 非对称加密之：ElGamal加密
 * @description：
 * ElGamal算法，是一种较为常见的加密算法，它是基于1984年提出的公钥密码体制和椭圆曲线加密体系。
 * 既能用于数据加密也能用于数字签名，其安全性依赖于计算有限域上离散对数这一难题。
 * 在加密过程中，生成的密文长度是明文的两倍，且每次加密后都会在密文中生成一个随机数K，
 * 在密码中主要应用离散对数问题的几个性质：求解离散对数（可能）是困难的，而其逆运算指数运算可以应用平方-乘的方法有效地计算。
 * 也就是说，在适当的群G中，指数函数是单向函数。
 * @date 2015-10-29 上午9:08:14
 */
public class EncrypElGamal {
private static String rsaStr = "encrypt test by ElGamal";
public static void main(String[] args) {
jdkRSA();
}
private static void jdkRSA() {
try {
// 公钥加密，私钥解密
// Security.addProvider(new BouncyCastleProvider());//需要添加bouncycastleprovider jar
//初始化密钥
AlgorithmParameterGenerator algorithmParameterGenerator=AlgorithmParameterGenerator.getInstance("ElGamal");
algorithmParameterGenerator.init(256);
AlgorithmParameters algorithmParameters=algorithmParameterGenerator.generateParameters();
DHParameterSpec dhParameterSpec=algorithmParameters.getParameterSpec(DHParameterSpec.class);
KeyPairGenerator keyPairGenerator=KeyPairGenerator.getInstance("ElGamal");
keyPairGenerator.initialize(dhParameterSpec,new SecureRandom());
KeyPair keyPair=keyPairGenerator.generateKeyPair();
PublicKey publicKey=keyPair.getPublic();
PrivateKey privateKey=keyPair.getPrivate();
System.out.println("ElGamal加密公钥："+Base64.encode(publicKey.getEncoded()));
System.out.println("ElGamal加密私钥："+Base64.encode(privateKey.getEncoded()));
//加密解密同Rsa是一样的
}
catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
}

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