Android网络传输中必用的两个加密算法:MD5 和 RSA
MD5和RSA是网络传输中最常用的两个算法，了解这两个算法原理后就能大致知道加密是怎么一回事了。但这两种算法使用环境有差异，刚好互补。
一、MD5算法
首先MD5是不可逆的，只能加密而不能解密。比如明文是yanzi1225627,得到MD5加密后的字符串是:14F2AE15259E2C276A095E7394DA0CA9 但不能由后面一大串倒推出yanzi1225627.因此可以用来存储用户输入的密码在服务器上。现在下载文件校验文件是否中途被篡改也是用的它，原理参见：http://blog.csdn.net/forgotaboutgirl/article/details/7258109 无论在Android上还是pc上用Java实现MD5都比较容易，因为java已经把它做到了java.security.MessageDigest里。下面是一个MD5Util.java类：
package org.md5.util; import java.security.MessageDigest; public class MD5Util { public final static String getMD5String(String s) { char hexDigits[] = { '0', '1', '2', '3', '4', '5', '6', '7', '8', '9', 'A', 'B', 'C', 'D', 'E', 'F' }; try { byte[] btInput = s.getBytes(); //获得MD5摘要算法的 MessageDigest 对象 MessageDigest mdInst = MessageDigest.getInstance("MD5"); //使用指定的字节更新摘要 mdInst.update(btInput); //获得密文 byte[] md = mdInst.digest(); //把密文转换成十六进制的字符串形式 int j = md.length; char str[] = new char[j * 2]; int k = 0; for (int i = 0; i < j; i++) { byte byte0 = md[i]; str[k++] = hexDigits[byte0 >>> 4 & 0xf]; str[k++] = hexDigits[byte0 & 0xf]; } return new String(str); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); return null; } } }
通过下面两行代码调用:
/************************************MD5加密测试*****************************/
String srcString = "yanzi1225627";
System.out.println("MD5加密后 = " + MD5Util.getMD5String(srcString));
二、RSA加密
RSA是可逆的，一个字符串可以经rsa加密后，经加密后的字符串传到对端如服务器上，再进行解密即可。前提是服务器知道解密的私钥，当然这个私钥最好不要再网络传输。RSA算法描述中需要以下几个变量:
1、p和q 是不相等的，足够大的两个质数。 p和q是保密的
2、n = p*q n是公开的
3、f(n) = (p-1)*(q-1)
4、e 是和f(n)互质的质数
5、计算参数d
6、经过上面5步计算得到公钥KU=(e,n) 私钥KR=(d,n)
下面两篇文章对此有清晰的描述:
http://wenku.baidu.com/view/e53fbe36a32d7375a417801b.html
http://bank.hexun.com/2009-06-24/118958531.html
下面是java实现RSAUtil.java类:
package org.rsa.util; import javax.crypto.Cipher; import java.security.*; import java.security.spec.RSAPublicKeySpec; import java.security.spec.RSAPrivateKeySpec; import java.security.spec.InvalidKeySpecException; import java.security.interfaces.RSAPrivateKey; import java.security.interfaces.RSAPublicKey; import java.io.*; import java.math.BigInteger; /** * RSA 工具类。提供加密，解密，生成密钥对等方法。 * 需要到http://www.bouncycastle.org下载bcprov-jdk14-123.jar。 * RSA加密原理概述 * RSA的安全性依赖于大数的分解，公钥和私钥都是两个大素数（大于100的十进制位）的函数。 * 据猜测，从一个密钥和密文推断出明文的难度等同于分解两个大素数的积 * =================================================================== * （该算法的安全性未得到理论的证明） * =================================================================== * 密钥的产生： * 1.选择两个大素数 p,q ,计算 n=p*q; * 2.随机选择加密密钥 e ,要求 e 和 (p-1)*(q-1)互质 * 3.利用 Euclid 算法计算解密密钥 d , 使其满足 e*d = 1(mod(p-1)*(q-1)) (其中 n,d 也要互质) * 4:至此得出公钥为 (n,e) 私钥为 (n,d) * =================================================================== * 加解密方法： * 1.首先将要加密的信息 m(二进制表示) 分成等长的数据块 m1,m2,...,mi 块长 s(尽可能大) ,其中 2^s<n * 2:对应的密文是： ci = mi^e(mod n) * 3:解密时作如下计算： mi = ci^d(mod n) * =================================================================== * RSA速度 * 由于进行的都是大数计算，使得RSA最快的情况也比DES慢上100倍，无论 是软件还是硬件实现。 * 速度一直是RSA的缺陷。一般来说只用于少量数据 加密。 *文件名：RSAUtil.java<br> *@author 董利伟<br> *版本:<br> *描述：<br> *创建时间:2008-9-23 下午09:58:16<br> *文件描述：<br> *修改者：<br> *修改日期：<br> *修改描述：<br> */ public class RSAUtil { //密钥对 private KeyPair keyPair = null; /** * 初始化密钥对 */ public RSAUtil(){ try { this.keyPair = this.generateKeyPair(); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } } /** * 生成密钥对 * @return KeyPair * @throws Exception */ private KeyPair generateKeyPair() throws Exception { try { KeyPairGenerator keyPairGen = KeyPairGenerator.getInstance("RSA",new org.bouncycastle.jce.provider.BouncyCastleProvider()); //这个值关系到块加密的大小，可以更改，但是不要太大，否则效率会低 final int KEY_SIZE = 1024; keyPairGen.initialize(KEY_SIZE, new SecureRandom()); KeyPair keyPair = keyPairGen.genKeyPair(); return keyPair; } catch (Exception e) { throw new Exception(e.getMessage()); } } /** * 生成公钥 * @param modulus * @param publicExponent * @return RSAPublicKey * @throws Exception */ private 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()); } } /** * 生成私钥 * @param modulus * @param privateExponent * @return RSAPrivateKey * @throws Exception */ private 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 加密的密钥 * @param data 待加密的明文数据 * @return 加密后的数据 * @throws Exception */ public byte[] encrypt(Key key, byte[] data) throws Exception { try { Cipher cipher = Cipher.getInstance("RSA", new org.bouncycastle.jce.provider.BouncyCastleProvider()); cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key); //获得加密块大小，如:加密前数据为128个byte，而key_size=1024 加密块大小为127 byte,加密后为128个byte; //因此共有2个加密块，第一个127 byte第二个为1个byte int blockSize = cipher.getBlockSize(); int outputSize = cipher.getOutputSize(data.length);//获得加密块加密后块大小 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); //这里面doUpdate方法不可用，查看源代码后发现每次doUpdate后并没有什么实际动作除了把byte[]放到ByteArrayOutputStream中 //，而最后doFinal的时候才将所有的byte[]进行加密，可是到了此时加密块大小很可能已经超出了OutputSize所以只好用dofinal方法。 i++; } return raw; } catch (Exception e) { throw new Exception(e.getMessage()); } } /** * 解密 * @param key 解密的密钥 * @param raw 已经加密的数据 * @return 解密后的明文 * @throws Exception */ public byte[] decrypt(Key key, byte[] raw) throws Exception { try { Cipher cipher = Cipher.getInstance("RSA", new org.bouncycastle.jce.provider.BouncyCastleProvider()); cipher.init(cipher.DECRYPT_MODE, key); 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()); } } /** * 返回公钥 * @return * @throws Exception */ public RSAPublicKey getRSAPublicKey() throws Exception{ //获取公钥 RSAPublicKey pubKey = (RSAPublicKey) keyPair.getPublic(); //获取公钥系数(字节数组形式) byte[] pubModBytes = pubKey.getModulus().toByteArray(); //返回公钥公用指数(字节数组形式) byte[] pubPubExpBytes = pubKey.getPublicExponent().toByteArray(); //生成公钥 RSAPublicKey recoveryPubKey = this.generateRSAPublicKey(pubModBytes,pubPubExpBytes); return recoveryPubKey; } /** * 获取私钥 * @return * @throws Exception */ public RSAPrivateKey getRSAPrivateKey() throws Exception{ //获取私钥 RSAPrivateKey priKey = (RSAPrivateKey) keyPair.getPrivate(); //返回私钥系数(字节数组形式) byte[] priModBytes = priKey.getModulus().toByteArray(); //返回私钥专用指数(字节数组形式) byte[] priPriExpBytes = priKey.getPrivateExponent().toByteArray(); //生成私钥 RSAPrivateKey recoveryPriKey = this.generateRSAPrivateKey(priModBytes,priPriExpBytes); return recoveryPriKey; } }
测试代码:
/****************************RSA加密解密测试********************************/
try {
RSAUtil rsa = new RSAUtil();
String str = "yanzi1225627";
RSAPublicKey pubKey = rsa.getRSAPublicKey();
RSAPrivateKey priKey = rsa.getRSAPrivateKey();
byte[] enRsaBytes = rsa.encrypt(pubKey,str.getBytes());
String enRsaStr = new String(enRsaBytes, "UTF-8");
System.out.println("加密后==" + enRsaStr);
System.out.println("解密后==" + new String(rsa.decrypt(priKey, rsa.encrypt(pubKey,str.getBytes()))));
} catch (Exception e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
下面是执行结果:
加密后==s?ko?1@lo????BJ?iE???1Ux?Kx&??=??n
O? ?l?>?????2r?y??8v- \A??` ????r?t3?-3y?hjL?M??Se?Z???????~?"??e??XZ?苜?
解密后==yanzi1225627
上面代码需要用到一个包rsa.jar,下载链接及上面的测试代码我已打包，下载链接见下：
