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[] = { '', '', '', '', '',
                '', '', '', '', '',
                '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 * ];
            int k = ;
            for (int i = ; i < j; i++) {
                byte byte0 = md[i];
                str[k++] = hexDigits[byte0 >>>  & 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 = ;
            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 !=  ? data.length / blockSize +  : data.length / blockSize;
            byte[] raw = new byte[outputSize * blocksSize];
            int i = ;
            while (data.length - i * blockSize > ) {
                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();
            int j = ;
            while (raw.length - j * blockSize > ) {
                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：

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