Android網絡傳輸中必用的兩個加密算法:MD5 和 RSA (附java完成測試代碼)

MD5和RSA是網絡傳輸中最常用的兩個算法，了解這兩個算法原理後就能大致知道加密是怎麼一回事了。但這兩種算法使用環境有差異，剛好互補。

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加密後的字符串是:14F2AE15259E2C276A095E7394DA0CA9 但不能由後面一大串倒推出yanzi1225627.因此可以用來存儲用戶輸入的密碼在服務器上。現在下載文件校驗文件是否中途被篡改也是用的它，原理參見：http://blog.csdn.net/forgotaboutgirl/article/details/7258109 無論在Android上還是pc上用java實現MD5都比較容易，因為java已經把它做到了java.security.MessageDigest裡。下面是一個MD5Util.java類：

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();
			//獲得MD5摘要算法的 MessageDigest 對象
			MessageDigest mdInst = MessageDigest.getInstance("MD5");
			//使用指定的字節更新摘要
			mdInst.update(btInput);
			//獲得密文
			byte[] md = mdInst.digest();
			//把密文轉換成十六進制的字符串形式
			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;
		}
	}
}

/************************************MD5加密測試*****************************/
String srcString = "yanzi1225627";
System.out.println("MD5加密後 = " + MD5Util.getMD5String(srcString));

二、RSA加密

RSA是可逆的，一個字符串可以經rsa加密後，經加密後的字符串傳到對端如服務器上，再進行解密即可。前提是服務器知道解密的私鑰，當然這個私鑰最好不要再網絡傳輸。RSA算法描述中需要以下幾個變量:

1、p和q 是不相等的，足夠大的兩個質數。 p和q是保密的

2、n = p*q n是公開的

3、f(n) = (p-1)*(q-1)

4、e 是和f(n)互質的質數

5、計算參數d

6、經過上面5步計算得到公鑰KU=(e,n) 私鑰KR=(d,n)

下面兩篇文章對此有清晰的描述:

http://wenku.baidu.com/view/e53fbe36a32d7375a417801b.html

http://bank.hexun.com/2009-06-24/118958531.html

下面是java實現RSAUtil.java類:

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 工具類。提供加密，解密，生成密鑰對等方法。
 * 需要到http://www.bouncycastle.org下載bcprov-jdk14-123.jar。
 * RSA加密原理概述  
 * RSA的安全性依賴於大數的分解，公鑰和私鑰都是兩個大素數（大於100的十進制位）的函數。  
 * 據猜測，從一個密鑰和密文推斷出明文的難度等同於分解兩個大素數的積  
 * ===================================================================  
 * （該算法的安全性未得到理論的證明）  
 * ===================================================================  
 * 密鑰的產生：  
 * 1.選擇兩個大素數 p,q ,計算 n=p*q;  
 * 2.隨機選擇加密密鑰 e ,要求 e 和 (p-1)*(q-1)互質  
 * 3.利用 Euclid 算法計算解密密鑰 d , 使其滿足 e*d = 1(mod(p-1)*(q-1)) (其中 n,d 也要互質)  
 * 4:至此得出公鑰為 (n,e) 私鑰為 (n,d)  
 * ===================================================================  
 * 加解密方法：  
 * 1.首先將要加密的信息 m(二進制表示) 分成等長的數據塊 m1,m2,...,mi 塊長 s(盡可能大) ,其中 2^s
 *@author 董利偉

 *版本:

 *描述：

 *創建時間:2008-9-23 下午09:58:16

 *文件描述：

 *修改者：

 *修改日期：

 *修改描述：

 */
public class RSAUtil {

	//密鑰對
	private KeyPair keyPair = null;
	
	/**
	 * 初始化密鑰對
	 */
	public RSAUtil(){
		try {
			this.keyPair = this.generateKeyPair();
		} catch (Exception e) {
			e.printStackTrace();
		}
	}
	
	/**
	* 生成密鑰對
	* @return KeyPair
	* @throws Exception
	*/
	private KeyPair generateKeyPair() throws Exception {
		try {
			KeyPairGenerator keyPairGen = KeyPairGenerator.getInstance("RSA",new org.bouncycastle.jce.provider.BouncyCastleProvider());
			//這個值關系到塊加密的大小，可以更改，但是不要太大，否則效率會低
			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());
		}
	
	}

	/**
	* 生成公鑰
	* @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());
		}
	
	}

	/**
	* 生成私鑰
	* @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 加密的密鑰
	* @param data 待加密的明文數據
	* @return 加密後的數據
	* @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);
			//獲得加密塊大小，如:加密前數據為128個byte，而key_size=1024 加密塊大小為127 byte,加密後為128個byte;
			//因此共有2個加密塊，第一個127 byte第二個為1個byte
			int blockSize = cipher.getBlockSize();
			int outputSize = cipher.getOutputSize(data.length);//獲得加密塊加密後塊大小
			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);
				//這裡面doUpdate方法不可用，查看源代碼後發現每次doUpdate後並沒有什麼實際動作除了把byte[]放到ByteArrayOutputStream中
				//，而最後doFinal的時候才將所有的byte[]進行加密，可是到了此時加密塊大小很可能已經超出了OutputSize所以只好用dofinal方法。
				i++;
			}
			return raw;
		} catch (Exception e) {
		throw new Exception(e.getMessage());
		}
	}

	/**
	* 解密
	* @param key 解密的密鑰
	* @param raw 已經加密的數據
	* @return 解密後的明文
	* @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());
		}
	}
	
	/**
	 * 返回公鑰
	 * @return
	 * @throws Exception 
	 */
	public RSAPublicKey getRSAPublicKey() throws Exception{
		
		//獲取公鑰
		RSAPublicKey pubKey = (RSAPublicKey) keyPair.getPublic();
		//獲取公鑰系數(字節數組形式)
		byte[] pubModBytes = pubKey.getModulus().toByteArray();
		//返回公鑰公用指數(字節數組形式)
		byte[] pubPubExpBytes = pubKey.getPublicExponent().toByteArray();
		//生成公鑰
		RSAPublicKey recoveryPubKey = this.generateRSAPublicKey(pubModBytes,pubPubExpBytes);
		return recoveryPubKey;
	}
	
	/**
	 * 獲取私鑰
	 * @return
	 * @throws Exception 
	 */
	public RSAPrivateKey getRSAPrivateKey() throws Exception{
		
		//獲取私鑰
		RSAPrivateKey priKey = (RSAPrivateKey) keyPair.getPrivate();
		//返回私鑰系數(字節數組形式)
		byte[] priModBytes = priKey.getModulus().toByteArray();
		//返回私鑰專用指數(字節數組形式)
		byte[] priPriExpBytes = priKey.getPrivateExponent().toByteArray();
		//生成私鑰
		RSAPrivateKey recoveryPriKey = this.generateRSAPrivateKey(priModBytes,priPriExpBytes);
		return recoveryPriKey;
	}
	
	

}

/****************************RSA加密解密測試********************************/
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("加密後==" + enRsaStr);
System.out.println("解密後==" + new String(rsa.decrypt(priKey, rsa.encrypt(pubKey,str.getBytes()))));
} catch (Exception e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}

下面是執行結果:

加密後==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?
解密後==yanzi1225627

上面代碼需要用到一個包rsa.jar,下載鏈接及上面的測試代碼我已打包，下載鏈接見下：

http://download.csdn.net/detail/yanzi1225627/7382263