如何使用java进行数字信封解析密钥

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mob64ca12dd8bce 2024-09-13 05:20:30 ©著作权

文章标签 java ci 数字信封 文章分类 Java 后端开发

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如何使用Java进行数字信封解析密钥

数字信封是一种使用对称加密和非对称加密结合的安全数据传输方法。在这种方法中，数据用对称密钥加密，而对称密钥则用接收方的公钥进行加密，从而形成数字信封。本文将详细介绍如何使用Java对数字信封进行解析，提取出密钥，并解密数据。

一、项目需求

在本项目中，我们需要实现以下功能：

生成 RSA 密钥对（公钥和私钥）。
使用对称密钥（AES）加密数据。
用 RSA 公钥加密对称密钥。
将加密后的对称密钥和加密后的数据进行存储。
解析数字信封，恢复对称密钥，并解密数据。

二、甘特图

以下是项目的时间进度安排。

gantt
    title 数字信封解析项目进度
    dateFormat  YYYY-MM-DD
    section 密钥生成
    生成 RSA 密钥对          :a1, 2023-10-01, 2d
    section 数据加密
    AES 对称密钥加密数据     :a2, 2023-10-03, 2d
    section 数字信封生成
    RSA 公钥加密对称密钥     :a3, 2023-10-05, 1d
    section 解析与解密
    解析数字信封，解密数据   :a4, 2023-10-06, 2d

三、关键代码示例

以下是实现数字信封解析和密钥提取的核心代码示例。

1. 生成 RSA 密钥对

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

public class RSAKeyPairGenerator {
    public static KeyPair generateKeyPair() throws NoSuchAlgorithmException {
        KeyPairGenerator keyGen = KeyPairGenerator.getInstance("RSA");
        keyGen.initialize(2048);
        return keyGen.generateKeyPair();
    }
}

2. 使用 AES 加密数据

import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.KeyGenerator;
import javax.crypto.SecretKey;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;

public class AESUtil {
    public static byte[] encrypt(String data, SecretKey secretKey) throws Exception {
        Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES");
        cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secretKey);
        return cipher.doFinal(data.getBytes());
    }

    public static SecretKey generateAESKey() throws Exception {
        KeyGenerator keyGen = KeyGenerator.getInstance("AES");
        keyGen.init(128);
        return keyGen.generateKey();
    }
}

3. RSA 加密对称密钥

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

public class RSAEncrypt {
    public static byte[] encryptSecretKey(byte[] secretKeyBytes, PublicKey publicKey) throws Exception {
        Cipher cipher = Cipher.getInstance("RSA");
        cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, publicKey);
        return cipher.doFinal(secretKeyBytes);
    }
}

4. 解析数字信封

import javax.crypto.Cipher;
import java.security.PrivateKey;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;

public class EnvelopeParser {
    public static SecretKey decryptSecretKey(byte[] encryptedSecretKey, PrivateKey privateKey) throws Exception {
        Cipher cipher = Cipher.getInstance("RSA");
        cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, privateKey);
        byte[] decryptedKeyBytes = cipher.doFinal(encryptedSecretKey);
        return new SecretKeySpec(decryptedKeyBytes, 0, decryptedKeyBytes.length, "AES");
    }

    public static String decryptData(byte[] encryptedData, SecretKey secretKey) throws Exception {
        Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES");
        cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, secretKey);
        return new String(cipher.doFinal(encryptedData));
    }
}

四、序列图

以下是解析数字信封的序列图，展示了各个组件之间的交互。

sequenceDiagram
    participant User
    participant RSAKeyPairGenerator
    participant AESUtil
    participant RSAEncrypt
    participant EnvelopeParser
    
    User->>RSAKeyPairGenerator: 生成 RSA 密钥对
    User->>AESUtil: 生成 AES 密钥
    User->>AESUtil: 加密数据
    User->>RSAEncrypt: 用 RSA 公钥加密对称密钥
    User->>EnvelopeParser: 解析数字信封
    EnvelopeParser-->>User: 返回解密后的数据