java非对称加密加密后乱码

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mob64ca12d80f3a 2024-08-25 05:34:35 ©著作权

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Java 非对称加密与乱码处理入门指南

非对称加密是现代信息安全的重要组成部分，它使用一对公钥和私钥进行数据的加密与解密。在这篇文章中，我们将逐步学习如何在Java中实现非对称加密，并处理可能出现的乱码问题。下面是整个实现流程的概述。

实现流程

步骤	描述
1	生成密钥对（公钥和私钥）
2	使用公钥加密数据
3	使用私钥解密数据
4	编码加密结果以处理乱码

1. 生成密钥对

我们首先需要生成一对密钥，公钥用来加密，私钥用来解密。

import java.security.KeyPair;
import java.security.KeyPairGenerator;
import java.security.NoSuchAlgorithmException;

public class KeyGeneratorExample {
    public static KeyPair generateKeyPair() throws NoSuchAlgorithmException {
        KeyPairGenerator keyGen = KeyPairGenerator.getInstance("RSA");
        keyGen.initialize(2048); // 选择2048位的密钥长度
        return keyGen.generateKeyPair();
    }
}

在这里，我们通过 KeyPairGenerator 类生成一个公钥和私钥。initialize(2048) 表示我们使用 2048 位的密钥长度。

2. 使用公钥加密数据

接下来，我们使用生成的公钥对数据进行加密：

import java.security.PublicKey;
import javax.crypto.Cipher;

public class EncryptionExample {
    public static byte[] encrypt(String data, PublicKey publicKey) throws Exception {
        Cipher cipher = Cipher.getInstance("RSA");
        cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, publicKey); // 设置为加密模式
        return cipher.doFinal(data.getBytes("UTF-8")); // 使用UTF-8编码
    }
}

在这段代码中，Cipher 类用于执行实际的加密。我们将数据转化为 UTF-8 字节数组，并执行加密。

3. 使用私钥解密数据

现在我们需要使用私钥来解密加密后的数据：

import java.security.PrivateKey;

public class DecryptionExample {
    public static String decrypt(byte[] encryptedData, PrivateKey privateKey) throws Exception {
        Cipher cipher = Cipher.getInstance("RSA");
        cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, privateKey); // 设置为解密模式
        byte[] decryptedData = cipher.doFinal(encryptedData); // 解密
        return new String(decryptedData, "UTF-8"); // 使用UTF-8解码
    }
}

与加密过程类似，我们使用 Cipher 类将加密数据传入，并将其解密后使用 UTF-8 编码转换回字符串。

4. 编码加密结果以处理乱码

在加密数据时，得到的字节数组可能包含无法显示的字符，因此我们通常需要将这种数据编码为可存储的格式，比如 Base64。

import java.util.Base64;

public class EncodingExample {
    public static String encode(byte[] data) {
        return Base64.getEncoder().encodeToString(data); // 编码为Base64字符串
    }

    public static byte[] decode(String encodedData) {
        return Base64.getDecoder().decode(encodedData); // 解码Base64字符串为字节数组
    }
}

在这段代码中，我们使用 Java 的 Base64 类，将字节数组编码为字符串，反之亦然。这样可以避免乱码问题。

状态图与类图

接下来，让我们用状态图和类图来进一步理解实现的结构。

状态图

stateDiagram-v2
    [*] --> KeyGeneration : 生成密钥对
    KeyGeneration --> Encryption : 使用公钥加密数据
    Encryption --> Decryption : 使用私钥解密数据
    Encryption --> Encoding : 编码加密结果以处理乱码
    Decryption --> [*] : 完成解密

类图

classDiagram
    class KeyGeneratorExample {
        +generateKeyPair() : KeyPair
    }
    class EncryptionExample {
        +encrypt(data: String, publicKey: PublicKey) : byte[]
    }
    class DecryptionExample {
        +decrypt(encryptedData: byte[], privateKey: PrivateKey) : String
    }
    class EncodingExample {
        +encode(data: byte[]) : String
        +decode(encodedData: String) : byte[]
    }

    KeyGeneratorExample --> KeyPair
    EncryptionExample --> PublicKey
    DecryptionExample --> PrivateKey
    EncodingExample --> byte[]