Android网络传输中必用的两个加密算法:MD5 和 RSA (附java完成测试代码)

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：

1. <span style="font-family:Comic Sans MS;font-size:18px;">package org.md5.util;
2. import java.security.MessageDigest;
3. public class MD5Util {
4. public final static String getMD5String(String s) {
5. char hexDigits[] = { '0', '1', '2', '3', '4',
6. '5', '6', '7', '8', '9',
7. 'A', 'B', 'C', 'D', 'E', 'F' };
8. try {
9. byte[] btInput = s.getBytes();
10. //获得MD5摘要算法的 MessageDigest 对象
11. MessageDigest mdInst = MessageDigest.getInstance("MD5");
12. //使用指定的字节更新摘要
13. mdInst.update(btInput);
14. //获得密文
15. byte[] md = mdInst.digest();
16. //把密文转换成十六进制的字符串形式
17. int j = md.length;
18. char str[] = new char[j * 2];
19. int k = 0;
20. for (int i = 0; i < j; i++) {
21. byte byte0 = md[i];
22. str[k++] = hexDigits[byte0 >>> 4 & 0xf];
23. str[k++] = hexDigits[byte0 & 0xf];
24. }
25. return new String(str);
26. }
27. catch (Exception e) {
28. e.printStackTrace();
29. return null;
30. }
31. }
32. }</span>

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:

1. <span style="font-family:Comic Sans MS;font-size:18px;">package org.rsa.util;
2. import javax.crypto.Cipher;
3. import java.security.*;
4. import java.security.spec.RSAPublicKeySpec;
5. import java.security.spec.RSAPrivateKeySpec;
6. import java.security.spec.InvalidKeySpecException;
7. import java.security.interfaces.RSAPrivateKey;
8. import java.security.interfaces.RSAPublicKey;
9. import java.io.*;
10. import java.math.BigInteger;
11. /**
12. * RSA 工具类。提供加密，解密，生成密钥对等方法。
13. * 需要到http://www.bouncycastle.org下载bcprov-jdk14-123.jar。
14. * RSA加密原理概述
15. * 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。
16. * 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
17. * ===================================================================
18. * （该算法的安全性未得到理论的证明）
19. * ===================================================================
20. * 密钥的产生：
21. * 1.选择两个大素数 p,q ,计算 n=p*q;
22. * 2.随机选择加密密钥 e ,要求 e 和 (p-1)*(q-1)互质
23. * 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)
24. * 4:至此得出公钥为 (n,e) 私钥为 (n,d)
25. * ===================================================================
26. * 加解密方法：
27. * 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
28. * 2:对应的密文是： ci = mi^e(mod n)
29. * 3:解密时作如下计算： mi = ci^d(mod n)
30. * ===================================================================
31. * RSA速度
32. * 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。
33. * 速度一直是RSA的缺陷。一般来说只用于少量数据 加密。
34. *文件名：RSAUtil.java<br>
35. *@author 董利伟<br>
36. *版本:<br>
37. *描述：<br>
38. *创建时间:2008-9-23 下午09:58:16<br>
39. *文件描述：<br>
40. *修改者：<br>
41. *修改日期：<br>
42. *修改描述：<br>
43. */
44. public class RSAUtil {
45. //密钥对
46. private KeyPair keyPair = null;
47. /**
48. * 初始化密钥对
49. */
50. public RSAUtil(){
51. try {
52. this.keyPair = this.generateKeyPair();
53. } catch (Exception e) {
54. e.printStackTrace();
55. }
56. }
57. /**
58. * 生成密钥对
59. * @return KeyPair
60. * @throws Exception
61. */
62. private KeyPair generateKeyPair() throws Exception {
63. try {
64. KeyPairGenerator keyPairGen = KeyPairGenerator.getInstance("RSA",new org.bouncycastle.jce.provider.BouncyCastleProvider());
65. //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
66. final int KEY_SIZE = 1024;
67. keyPairGen.initialize(KEY_SIZE, new SecureRandom());
68. KeyPair keyPair = keyPairGen.genKeyPair();
69. return keyPair;
70. } catch (Exception e) {
71. throw new Exception(e.getMessage());
72. }
73. }
74. /**
75. * 生成公钥
76. * @param modulus
77. * @param publicExponent
78. * @return RSAPublicKey
79. * @throws Exception
80. */
81. private RSAPublicKey generateRSAPublicKey(byte[] modulus, byte[] publicExponent) throws Exception {
82. KeyFactory keyFac = null;
83. try {
84. keyFac = KeyFactory.getInstance("RSA", new org.bouncycastle.jce.provider.BouncyCastleProvider());
85. } catch (NoSuchAlgorithmException ex) {
86. throw new Exception(ex.getMessage());
87. }
88. RSAPublicKeySpec pubKeySpec = new RSAPublicKeySpec(new BigInteger(modulus), new BigInteger(publicExponent));
89. try {
90. return (RSAPublicKey) keyFac.generatePublic(pubKeySpec);
91. } catch (InvalidKeySpecException ex) {
92. throw new Exception(ex.getMessage());
93. }
94. }
95. /**
96. * 生成私钥
97. * @param modulus
98. * @param privateExponent
99. * @return RSAPrivateKey
100. * @throws Exception
101. */
102. private RSAPrivateKey generateRSAPrivateKey(byte[] modulus, byte[] privateExponent) throws Exception {
103. KeyFactory keyFac = null;
104. try {
105. keyFac = KeyFactory.getInstance("RSA", new org.bouncycastle.jce.provider.BouncyCastleProvider());
106. } catch (NoSuchAlgorithmException ex) {
107. throw new Exception(ex.getMessage());
108. }
109. RSAPrivateKeySpec priKeySpec = new RSAPrivateKeySpec(new BigInteger(modulus), new BigInteger(privateExponent));
110. try {
111. return (RSAPrivateKey) keyFac.generatePrivate(priKeySpec);
112. } catch (InvalidKeySpecException ex) {
113. throw new Exception(ex.getMessage());
114. }
115. }
116. /**
117. * 加密
118. * @param key 加密的密钥
119. * @param data 待加密的明文数据
120. * @return 加密后的数据
121. * @throws Exception
122. */
123. public byte[] encrypt(Key key, byte[] data) throws Exception {
124. try {
125. Cipher cipher = Cipher.getInstance("RSA", new org.bouncycastle.jce.provider.BouncyCastleProvider());
126. cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key);
127. //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;
128. //因此共有2个加密块，第一个127 byte第二个为1个byte
129. int blockSize = cipher.getBlockSize();
130. int outputSize = cipher.getOutputSize(data.length);//获得加密块加密后块大小
131. int leavedSize = data.length % blockSize;
132. int blocksSize = leavedSize != 0 ? data.length / blockSize + 1 : data.length / blockSize;
133. byte[] raw = new byte[outputSize * blocksSize];
134. int i = 0;
135. while (data.length - i * blockSize > 0) {
136. if (data.length - i * blockSize > blockSize)
137. cipher.doFinal(data, i * blockSize, blockSize, raw, i * outputSize);
138. else
139. cipher.doFinal(data, i * blockSize, data.length - i * blockSize, raw, i * outputSize);
140. //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
141. //，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。
142. i++;
143. }
144. return raw;
145. } catch (Exception e) {
146. throw new Exception(e.getMessage());
147. }
148. }
149. /**
150. * 解密
151. * @param key 解密的密钥
152. * @param raw 已经加密的数据
153. * @return 解密后的明文
154. * @throws Exception
155. */
156. public byte[] decrypt(Key key, byte[] raw) throws Exception {
157. try {
158. Cipher cipher = Cipher.getInstance("RSA", new org.bouncycastle.jce.provider.BouncyCastleProvider());
159. cipher.init(cipher.DECRYPT_MODE, key);
160. int blockSize = cipher.getBlockSize();
161. ByteArrayOutputStream bout = new ByteArrayOutputStream(64);
162. int j = 0;
163. while (raw.length - j * blockSize > 0) {
164. bout.write(cipher.doFinal(raw, j * blockSize, blockSize));
165. j++;
166. }
167. return bout.toByteArray();
168. } catch (Exception e) {
169. throw new Exception(e.getMessage());
170. }
171. }
172. /**
173. * 返回公钥
174. * @return
175. * @throws Exception
176. */
177. public RSAPublicKey getRSAPublicKey() throws Exception{
178. //获取公钥
179. RSAPublicKey pubKey = (RSAPublicKey) keyPair.getPublic();
180. //获取公钥系数(字节数组形式)
181. byte[] pubModBytes = pubKey.getModulus().toByteArray();
182. //返回公钥公用指数(字节数组形式)
183. byte[] pubPubExpBytes = pubKey.getPublicExponent().toByteArray();
184. //生成公钥
185. RSAPublicKey recoveryPubKey = this.generateRSAPublicKey(pubModBytes,pubPubExpBytes);
186. return recoveryPubKey;
187. }
188. /**
189. * 获取私钥
190. * @return
191. * @throws Exception
192. */
193. public RSAPrivateKey getRSAPrivateKey() throws Exception{
194. //获取私钥
195. RSAPrivateKey priKey = (RSAPrivateKey) keyPair.getPrivate();
196. //返回私钥系数(字节数组形式)
197. byte[] priModBytes = priKey.getModulus().toByteArray();
198. //返回私钥专用指数(字节数组形式)
199. byte[] priPriExpBytes = priKey.getPrivateExponent().toByteArray();
200. //生成私钥
201. RSAPrivateKey recoveryPriKey = this.generateRSAPrivateKey(priModBytes,priPriExpBytes);
202. return recoveryPriKey;
203. }
204. }
205. </span>

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：

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