公钥，私钥和数字签名这样最好理解.md

原文地址

http://blog.csdn.net/tabactivity/article/details/49685319

原文内容

一、公钥加密 假设一下，我找了两个数字，一个是1，一个是2。我喜欢2这个数字，就保留起来，不告诉你们(私钥），然后我告诉大家，1是我的公钥。

我有一个文件，不能让别人看，我就用1加密了。别人找到了这个文件，但是他不知道2就是解密的私钥啊，所以他解不开，只有我可以用 数字2，就是我的私钥，来解密。这样我就可以保护数据了。

我的好朋友x用我的公钥1加密了字符a，加密后成了b，放在网上。别人偷到了这个文件，但是别人解不开，因为别人不知道2就是我的私钥， 只有我才能解密，解密后就得到a。这样，我们就可以传送加密的数据了。

二、私钥签名 如果我用私钥加密一段数据（当然只有我可以用私钥加密，因为只有我知道2是我的私钥），结果所有的人都看到我的内容了，因为他们都知 道我的公钥是1，那么这种加密有什么用处呢？

但是我的好朋友x说有人冒充我给他发信。怎么办呢？我把我要发的信，内容是c，用我的私钥2，加密，加密后的内容是d，发给x，再告诉他 解密看是不是c。他用我的公钥1解密，发现果然是c。 这个时候，他会想到，能够用我的公钥解密的数据，必然是用我的私钥加的密。只有我知道我得私钥，因此他就可以确认确实是我发的东西。 这样我们就能确认发送方身份了。这个过程叫做数字签名。当然具体的过程要稍微复杂一些。用私钥来加密数据，用途就是数字签名。

总结：公钥和私钥是成对的，它们互相解密。

公钥加密，私钥解密。

私钥数字签名，公钥验证。

举例

比如有两个用户Alice和Bob，Alice想把一段明文通过双钥加密的技术发送给Bob，Bob有一对公钥和私钥，那么加密解密的过程如下：

Bob将他的公开密钥传送给Alice。 Alice用Bob的公开密钥加密她的消息，然后传送给Bob。 Bob用他的私人密钥解密Alice的消息。 　　上面的过程可以用下图表示，Alice使用Bob的公钥进行加密，Bob用自己的私钥进行解密。

例子和图出自《网络安全基础 应用与标准第二版》

RSA算法

RSA公钥加密算法是1977年由Ron Rivest、Adi Shamirh和LenAdleman在（美国麻省理工学院）开发的。RSA取名来自开发他们三者的名字。RSA是目前最有影响力的公钥加密算法，它能够抵抗到目前为止已知的所有密码攻击，已被ISO推荐为公钥数据加密标准。RSA算法基于一个十分简单的数论事实：将两个大素数相乘十分容易，但那时想要对其乘积进行因式分解却极其困难，因此可以将乘积公开作为加密密钥。

[java] view plain copy print? package cn.aizichan.utils.digest;

import java.security.Key;
import java.security.KeyFactory;
import java.security.KeyPair;
import java.security.KeyPairGenerator;
import java.security.PrivateKey;
import java.security.PublicKey;
import java.security.interfaces.RSAPrivateKey;
import java.security.interfaces.RSAPublicKey;
import java.security.spec.PKCS8EncodedKeySpec;
import java.security.spec.X509EncodedKeySpec;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

import javax.crypto.Cipher;

public class RSACoder {
//非对称密钥算法
public static final String KEY_ALGORITHM="RSA";
/**
* 密钥长度，DH算法的默认密钥长度是1024
* 密钥长度必须是64的倍数，在512到65536位之间
* */
private static final int KEY_SIZE=512;
//公钥
private static final String PUBLIC_KEY="xiaoxiaorenzhe";

//私钥    
private static final String PRIVATE_KEY="dadapangzi";    
  
/**  
 * 初始化密钥对  
 * @return Map 甲方密钥的Map  
 * */    
public static Map<String,Object> initKey() throws Exception{    
    //实例化密钥生成器    
    KeyPairGenerator keyPairGenerator=KeyPairGenerator.getInstance(KEY_ALGORITHM);    
    //初始化密钥生成器    
    keyPairGenerator.initialize(KEY_SIZE);    
    //生成密钥对    
    KeyPair keyPair=keyPairGenerator.generateKeyPair();   
    //甲方公钥    
    RSAPublicKey publicKey=(RSAPublicKey) keyPair.getPublic();    
    System.out.println("系数："+publicKey.getModulus()+"  加密指数："+publicKey.getPublicExponent());  
    //甲方私钥    
    RSAPrivateKey privateKey=(RSAPrivateKey) keyPair.getPrivate();   
    System.out.println("系数："+privateKey.getModulus()+"解密指数："+privateKey.getPrivateExponent());  
    //将密钥存储在map中    
    Map<String,Object> keyMap=new HashMap<String,Object>();    
    keyMap.put(PUBLIC_KEY, publicKey);    
    keyMap.put(PRIVATE_KEY, privateKey);    
    return keyMap;    
        
}    
  
/**  
 * 私钥加密  
 * @param data待加密数据  
 * @param key 密钥  
 * @return byte[] 加密数据  
 * */    
public static byte[] encryptByPrivateKey(byte[] data,byte[] key) throws Exception{    
        
    //取得私钥    
    PKCS8EncodedKeySpec pkcs8KeySpec=new PKCS8EncodedKeySpec(key);    
    KeyFactory keyFactory=KeyFactory.getInstance(KEY_ALGORITHM);    
    //生成私钥    
    PrivateKey privateKey=keyFactory.generatePrivate(pkcs8KeySpec);    
    //数据加密    
    Cipher cipher=Cipher.getInstance(keyFactory.getAlgorithm());    
    cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, privateKey);    
    return cipher.doFinal(data);    
}    
  
/**  
 * 公钥加密  
 * @param data待加密数据  
 * @param key 密钥  
 * @return byte[] 加密数据  
 * */    
public static byte[] encryptByPublicKey(byte[] data,byte[] key) throws Exception{    
        
    //实例化密钥工厂    
    KeyFactory keyFactory=KeyFactory.getInstance(KEY_ALGORITHM);    
    //初始化公钥    
    //密钥材料转换    
    X509EncodedKeySpec x509KeySpec=new X509EncodedKeySpec(key);    
    //产生公钥    
    PublicKey pubKey=keyFactory.generatePublic(x509KeySpec);    
        
    //数据加密    
    Cipher cipher=Cipher.getInstance(keyFactory.getAlgorithm());    
    cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, pubKey);    
    return cipher.doFinal(data);    
}    
/**  
 * 私钥解密  
 * @param data 待解密数据  
 * @param key 密钥  
 * @return byte[] 解密数据  
 * */    
public static byte[] decryptByPrivateKey(byte[] data,byte[] key) throws Exception{    
    //取得私钥    
    PKCS8EncodedKeySpec pkcs8KeySpec=new PKCS8EncodedKeySpec(key);    
    KeyFactory keyFactory=KeyFactory.getInstance(KEY_ALGORITHM);    
    //生成私钥    
    PrivateKey privateKey=keyFactory.generatePrivate(pkcs8KeySpec);    
    //数据解密    
    Cipher cipher=Cipher.getInstance(keyFactory.getAlgorithm());    
    cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, privateKey);    
    return cipher.doFinal(data);    
}    
  
/**  
 * 公钥解密  
 * @param data 待解密数据  
 * @param key 密钥  
 * @return byte[] 解密数据  
 * */    
public static byte[] decryptByPublicKey(byte[] data,byte[] key) throws Exception{    
        
    //实例化密钥工厂    
    KeyFactory keyFactory=KeyFactory.getInstance(KEY_ALGORITHM);    
    //初始化公钥    
    //密钥材料转换    
    X509EncodedKeySpec x509KeySpec=new X509EncodedKeySpec(key);    
    //产生公钥    
    PublicKey pubKey=keyFactory.generatePublic(x509KeySpec);    
    //数据解密    
    Cipher cipher=Cipher.getInstance(keyFactory.getAlgorithm());    
    cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, pubKey);    
    return cipher.doFinal(data);    
}    
  
/**  
 * 取得私钥  
 * @param keyMap 密钥map  
 * @return byte[] 私钥  
 * */    
public static byte[] getPrivateKey(Map<String,Object> keyMap){    
    Key key=(Key)keyMap.get(PRIVATE_KEY);    
    return key.getEncoded();    
}    
/**  
 * 取得公钥  
 * @param keyMap 密钥map  
 * @return byte[] 公钥  
 * */    
public static byte[] getPublicKey(Map<String,Object> keyMap) throws Exception{    
    Key key=(Key) keyMap.get(PUBLIC_KEY);   
    return key.getEncoded();    
}    
/**  
 * @param args  
 * @throws Exception   
 */    
public static void main(String[] args) throws Exception {    
    //初始化密钥    
    //生成密钥对    
    Map<String,Object> keyMap=RSACoder.initKey();    
    //公钥    
    byte[] publicKey=RSACoder.getPublicKey(keyMap);  
    //byte[] publicKey = b;  
    //私钥    
    byte[] privateKey=RSACoder.getPrivateKey(keyMap);    
    System.out.println("公钥："+Base64.encode(publicKey));         
    System.out.println("私钥："+Base64.encode(privateKey));    
        
    System.out.println("================密钥对构造完毕,甲方将公钥公布给乙方，开始进行加密数据的传输=============");    
    String str="aattaggcctegthththfef/aat.mp4";    
    System.out.println("===========甲方向乙方发送加密数据==============");    
    System.out.println("原文:"+str);    
    //甲方进行数据的加密    
    byte[] code1=RSACoder.encryptByPublicKey(str.getBytes(), publicKey);  
    System.out.println("甲方 使用乙方公钥加密后的数据："+Base64.encode(code1));    
    System.out.println("===========乙方使用甲方提供的公钥对数据进行解密==============");    
    //乙方进行数据的解密    
    //byte[] decode1=RSACoder.decryptByPublicKey(code1, publicKey);    
    byte[] decode1=RSACoder.decryptByPrivateKey(code1, privateKey);    
    System.out.println("乙方解密后的数据："+new String(decode1)+"");    
        
    System.out.println("===========反向进行操作，乙方向甲方发送数据==============");    
        
    str="乙方向甲方发送数据RSA算法";    
        
    System.out.println("原文:"+str);    
        
    //乙方使用公钥对数据进行加密    
    byte[] code2=RSACoder.encryptByPublicKey(str.getBytes(), publicKey);    
    System.out.println("===========乙方使用公钥对数据进行加密==============");    
    System.out.println("加密后的数据："+Base64.encode(code2));    
        
    System.out.println("=============乙方将数据传送给甲方======================");    
    System.out.println("===========甲方使用私钥对数据进行解密==============");    
        
    //甲方使用私钥对数据进行解密    
    byte[] decode2=RSACoder.decryptByPrivateKey(code2, privateKey);    
        
    System.out.println("甲方解密后的数据："+new String(decode2));   
      
      
}    

}