1. 什么是非对称加密
非对称加密，也称公钥加密，是一种密码学技术。它使用了一对密钥（公钥和私钥），其中公钥可以公开给任何想要向您发送消息的人，而私钥则是您保存在自己手中的。利用这一对密钥实现数据的加密和解密。非对称加密采取了一种不同于对称加密的方式，该方式不需要通信双方在通信之前共享密钥。因此，非对称加密更加适合用于在不太安全的环境下进行通信。
公钥加密算法最初由Rivest-Shamir-Adleman（RSA）发明，许多加密算法都建立在RSA密码体系结构的基础上，比如DSA、DH、ECC等。
2. 非对称加密与对称加密的区别
对称加密和非对称加密的主要区别在于密钥的管理方式。在对称加密中，加密和解密使用的是相同的密钥。这意味着您需要在通信之前将密钥发送给另一方。这可以由破坏者利用，因为破坏者可以截获密钥并使用它来解密和加密通信。
非对称加密使用一对私钥和公钥来管理加密和解密。公钥被用来加密信息，而私钥则被用来将信息解密。这意味着您可以将公钥轻易地发送给任何人，而无需担心泄露掉密钥。只有您拥有私钥的控制权，才能确保别人不能够解密通信内容。
3. Java中的非对称加密
3.1. 使用RSA加密/解密数据
Java中，您可以使用JCE（Java Cryptography Extension）提供的RSA算法实现非对称加密。这里我们将使用RSA算法对数据进行加密/解密：
// 随机生成公钥/私钥对, 返回KeyPair对象
public static KeyPair generateRSAKeyPair() throws Exception {
KeyPairGenerator keyPairGenerator = KeyPairGenerator.getInstance("RSA");
keyPairGenerator.initialize(1024); // 指定密钥长度
return keyPairGenerator.generateKeyPair(); // 生成密钥对
}
// RSA加密
public static byte[] encrypt(byte[] content, PublicKey publicKey)
throws NoSuchAlgorithmException, NoSuchPaddingException, InvalidKeyException,
IllegalBlockSizeException, BadPaddingException {
Cipher cipher = Cipher.getInstance("RSA");//java默认"RSA"="RSA/ECB/PKCS1Padding"
cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, publicKey);
return cipher.doFinal(content);
}
// RSA解密
public static byte[] decrypt(byte[] content, PrivateKey privateKey)
throws NoSuchAlgorithmException, NoSuchPaddingException, InvalidKeyException,
IllegalBlockSizeException, BadPaddingException {
Cipher cipher = Cipher.getInstance("RSA");//java默认"RSA"="RSA/ECB/PKCS1Padding"
cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, privateKey);
return cipher.doFinal(content);
}
这是对数字进行加密/解密的使用例子，数字被转化成了byte[]，加密后又将byte[]转化回数字。字符串加密/解密实现方式类似，只不过处理的是字符数组。
3.2. 数字签名与认证
除了加密和解密，非对称密钥还有另一个常见的用途：数字签名和认证。数字签名和认证是一种以保护通信内容完整性为目的的技术。
下面是使用RSA数字签名和认证的方法：
// 使用RSA生成数字签名
public static byte[] generateDigitalSignature(byte[] content, PrivateKey privateKey)
throws NoSuchAlgorithmException, InvalidKeyException, SignatureException {
Signature signature = Signature.getInstance("SHA1withRSA");
signature.initSign(privateKey);
signature.update(content);
return signature.sign();
}
// 验证数字签名的有效性
public static boolean verifyDigitalSignature(byte[] content, byte[] signature, PublicKey publicKey)
throws NoSuchAlgorithmException, InvalidKeyException, SignatureException {
Signature sig = Signature.getInstance("SHA1withRSA");
sig.initVerify(publicKey);
sig.update(content);
return sig.verify(signature);
}
您可以使用上面的方法生成数字签名，以保障通信内容的完整性。
4. 总结
非对称加密技术是一种非常实用的密码学技术，可以有效保障通信内容的机密性和完整性。通过使用RSA算法和Java安全API，您可以很轻松地实现非对称加密。当然，也应该学会如何使用这种技术，抵制破坏者的攻击。