前后端分离使用RSA加密

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前后端分离使用RSA加密

简介

1、前提

本篇文章前端使用的react，后端用的springboot，前端用什么框架都可以，大体实现逻辑是一样的，而且也是用jsencrypt这个库，只是后端可以我写的（大部分是copy的别人的代码）用RAS的工具类，直接用就好了

2、什么是RSA（非对称加密）

RSA是什么：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。目前该加密方式广泛用于网上银行、数字签名等场合。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。

3、为什么前后端交互用使用非对称加密，而不使用对称加密

以下是我的一些见解，如果有不对希望大佬可以指出，我后续如果发现有问题我也会更改

非对称加密：简单来说就是数据通过RSA的算法得到的公钥和私钥，可以用公钥给数据加密，然后只能用私钥解密，公钥给前端（公钥可以明文），加密数据后可以把数据给后端解密，而私钥只存于后端，所以是非常安全的

对称加密：如果是对称加密用于前后端交互的话（最经典是AES），用于存在前端，而前端的js，如果有心都可以看见有什么内容，所以就可以拿到AES的秘钥，那么就可以破解密文了，所以用于前后端交互是不安全的，但只用于后端的加密是很安全的，因为私钥基本不好获取

由于非对称加密是非常消耗资源的，所以也不用啥都加密，因为一般前后端交互，登录后之后的操作都会传token给后端进行判断，所以也算是安全的，但是登录的时候肯定没有token，而且账户密码明文在网络中传输肯定是不安全的，所以我这篇文章讲的就是前段登录的时候给密码加密

如果你的网页用了证书（就是从http变成了https），那么访问后端就自动加密了（非对称加密和对称加密都用到了）

后端（主要把工具类看一下就好）

1、直接上工具类（该方法我大部分copy的网上一位大佬的，但是他写的不是很全，我自己加了一些比较好用的方法）

我公钥私钥都是改过的了，所以别想搞我（主要可以看main方法）

/*** RSA加密解密工具类*/
public class RSAUtils {/*** 常量字符串*/private static final String RSA = "RSA";/*** 私钥*/private static final String PRIVATE_KEY = "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";/*** 公钥*/private static final String PUBLIC_KEY = "MIGfMA0GCSqGSIb3DQEBAQUAA4GNADCBiQKBgQCLZ/W+SL604da54cySRTUOFJyQS/ZEYrVRx5JZM9vMpGAeSFljOJb2e1cwT9NQBRvyPqLY6+tl8foLqyJ69tvxfBQOLijpomAjz3+YdZhL0StMttEoWLQ4sLvXjPIWJAqgbwRwymIzQBZsN/h0c4AphhRJ5gBuOGygp2YjKlBH/QIDAQAB";/*** 获取密钥对象* @param keySize RSA算法模长(个人理解应该是模长越大加密安全性越高，但加密过程可能也越长)* @return List*/public static List<Key> getRsaObject(int keySize) throws NoSuchAlgorithmException {//创建list用来接收公钥对象和私钥对象List<Key> keyList = new ArrayList<>();//创建RSA密钥生成器KeyPairGenerator keyPairGenerator = KeyPairGenerator.getInstance(RSA);//设置密钥大小，RSA算法的模长=最大加密数据的大小keyPairGenerator.initialize(keySize);//调用函数生成公钥私钥对象（以对生成密钥）KeyPair keyPair = keyPairGenerator.generateKeyPair();//获取公钥放入listkeyList.add(keyPair.getPublic());//获取私钥放入listkeyList.add(keyPair.getPrivate());//返回listreturn keyList;}/*** 生成公钥私钥的字符串* @param keySize 模长* @return List*/public static List<String> getRsaKeyString(int keySize) throws NoSuchAlgorithmException {//创建list用来接收公钥对象和私钥对象List<String> keyList = new ArrayList<>();//创建RSA密钥生成器KeyPairGenerator keyPairGenerator = KeyPairGenerator.getInstance(RSA);//设置密钥大小，RSA算法的模长=最大加密数据的大小keyPairGenerator.initialize(keySize);//调用函数生成公钥私钥对象（以对生成密钥）KeyPair keyPair = keyPairGenerator.generateKeyPair();//将公钥对象转换为字符串通过base64加密String publicKey = Base64.getEncoder().encodeToString(keyPair.getPublic().getEncoded());//将私钥对象转换为字符串通过base64加密String privateKey = Base64.getEncoder().encodeToString(keyPair.getPrivate().getEncoded());//获取公钥放入listkeyList.add(publicKey);//获取私钥放入listkeyList.add(privateKey);//返回listreturn keyList;}/*** 通过公钥字符串生成公钥对象（RSAPublicKey类型）* X509EncodeKeySpec方式（字符串公钥转为RSAPublicKey公钥）* @param publicKeyStr  公钥字符串* @return 返回RSAPublicKey类型的公钥对象*/public static RSAPublicKey getRSAPublicKeyByX509(String publicKeyStr) throws NoSuchAlgorithmException, InvalidKeySpecException {//密钥工厂创建KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance(RSA);//公钥字符解密为bytes数组byte[] keyBytes = Base64.getDecoder().decode(publicKeyStr);//公钥字符串转x509X509EncodedKeySpec x509EncodedKeySpec = new X509EncodedKeySpec(keyBytes);//x509转RSAPublicKeyreturn (RSAPublicKey) keyFactory.generatePublic(x509EncodedKeySpec);}/*** 通过私钥字符串生成私钥对象（RSAPrivateKey类型）* PKCS8EncodedKeySpec方式（字符串私钥转为RSAPrivateKey公钥）* @param privateKey 私钥字符串* @return 返回RSAPrivateKey类型的私钥对象*/public static RSAPrivateKey getRSAPrivateKeyByPKCS8(String privateKey) throws NoSuchAlgorithmException, InvalidKeySpecException {//密钥工厂创建KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance(RSA);//私钥字符串解密为bytes数组byte[] keyBytes = Base64.getDecoder().decode(privateKey);//私钥字符串转pkcs8PKCS8EncodedKeySpec pkcs8EncodedKeySpec = new PKCS8EncodedKeySpec(keyBytes);//pkcs8转RSAPrivateKeyreturn (RSAPrivateKey) keyFactory.generatePrivate(pkcs8EncodedKeySpec);}/*** 公钥加密* @param message 需要加密的信息* @param rsaPublicKey rsa公钥对象* @return 返回信息被加密后的字符串*/public static String encryptByPublicKey(String message, RSAPublicKey rsaPublicKey) throws NoSuchPaddingException, NoSuchAlgorithmException, InvalidKeyException, IllegalBlockSizeException, BadPaddingException, IOException {//RSA加密实例Cipher cipher = Cipher.getInstance(RSA);//初始化公钥cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, rsaPublicKey);//模长转为字节数int modulusSize = rsaPublicKey.getModulus().bitLength()/8;//PKCS PADDING长度为11字节，解密数据是除去这11byteint maxSingleSize = modulusSize-11;//切分字节数，每段不大于maxSingleSizebyte[][] dataArray = splitArray(message.getBytes(), maxSingleSize);//字节数组输出流ByteArrayOutputStream byteArrayOutputStream = new ByteArrayOutputStream();//分组加密，加密后内容写入输出字节流for (byte[] s : dataArray){byteArrayOutputStream.write(cipher.doFinal(s));}//使用base64将字节数组转为string类型return Base64.getEncoder().encodeToString(byteArrayOutputStream.toByteArray());}/*** 公钥加密* @param message 需要加密的信息* @param publicKey rsa公钥字符串* @return 返回信息被加密后的字符串*/public static String encryptByPublicKey(String message, String publicKey) throws NoSuchPaddingException, NoSuchAlgorithmException, InvalidKeyException, IllegalBlockSizeException, BadPaddingException, IOException, InvalidKeySpecException {RSAPublicKey rsaPublicKeyByX509 = getRSAPublicKeyByX509(publicKey);return encryptByPublicKey(message,rsaPublicKeyByX509);}/*** 私钥解密密* @param encryptedMessage 信息加密后的字符串* @param rsaPrivateKey rsa私钥对象* @return 返回解密后的字符串*/public static String decryptByPrivateKey(String encryptedMessage, RSAPrivateKey rsaPrivateKey) throws NoSuchPaddingException, NoSuchAlgorithmException, InvalidKeyException, IllegalBlockSizeException, BadPaddingException, IOException {//RSA加密实例Cipher cipher = Cipher.getInstance(RSA);//初始化公钥cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, rsaPrivateKey);//加密算法模长int modulusSize = rsaPrivateKey.getModulus().bitLength()/8;byte[] dataBytes = encryptedMessage.getBytes();//加密做了转码，这里也要用base64转回来byte[] decodeData = Base64.getDecoder().decode(dataBytes);//切分字节数，每段不大于maxSingleSizebyte[][] dataArray = splitArray(decodeData, modulusSize);//字节数组输出流ByteArrayOutputStream byteArrayOutputStream = new ByteArrayOutputStream();//分组解密，解密后内容写入输出字节流for (byte[] s : dataArray){byteArrayOutputStream.write(cipher.doFinal(s));}//使用base64将字节数组转为string类型return byteArrayOutputStream.toString();}/*** 私钥解密密* @param encryptedMessage 信息加密后的字符串* @param privateKey rsa私钥字符串* @return 返回解密后的字符串*/public static String decryptByPrivateKey(String encryptedMessage, String privateKey) throws NoSuchPaddingException, NoSuchAlgorithmException, InvalidKeyException, IllegalBlockSizeException, BadPaddingException, IOException, InvalidKeySpecException {RSAPrivateKey rsaPublicKeyByX509 = getRSAPrivateKeyByPKCS8(privateKey);return decryptByPrivateKey(encryptedMessage,rsaPublicKeyByX509);}/*** 私钥解密密* @param encryptedMessage 信息加密后的字符串* @return 返回解密后的字符串*/public static String decryptByPrivateKey(String encryptedMessage) throws NoSuchPaddingException, NoSuchAlgorithmException, InvalidKeyException, IllegalBlockSizeException, BadPaddingException, IOException, InvalidKeySpecException {return decryptByPrivateKey(encryptedMessage,PRIVATE_KEY);}/*** 按指定长度切分数组* @param byteArrayInfo 需要切分的byte数组* @param maxSize 单个字节数组长度* @return byte[][]*/private static byte[][] splitArray(byte[] byteArrayInfo, int maxSize){int dataLen = byteArrayInfo.length;if(dataLen<=maxSize){return new byte[][]{byteArrayInfo};}byte[][] result = new byte[(dataLen-1)/maxSize+1][];int resultLen = result.length;for (int i = 0; i < resultLen; i++) {if(i==resultLen-1){int sLen = dataLen-maxSize*i;byte[] single = new byte[sLen];System.arraycopy(byteArrayInfo, maxSize*i, single, 0, sLen);result[i] = single;break;}byte[] single = new byte[maxSize];System.arraycopy(byteArrayInfo, maxSize*i, single, 0, maxSize);result[i] = single;}return result;}/*** 返回公钥* @return String*/public static String getPublicKey(){return PUBLIC_KEY;}public static void main(String[]args) throws NoSuchAlgorithmException, NoSuchPaddingException, IllegalBlockSizeException, BadPaddingException, IOException, InvalidKeyException, InvalidKeySpecException {String message = "fdsihufdiuheiuhasfd";System.out.println("加密前的信息内容："+message);System.out.println("-----------------------RSA密钥对象加密解密--------------------------------");//生成密钥对象List<Key> keyList = RSAUtils.getRsaObject(1024);//RSA类型的公钥对象RSAPublicKey rsaPublicKey = (RSAPublicKey) keyList.get(0);//RSA类型的私钥对象RSAPrivateKey rsaPrivateKey = (RSAPrivateKey) keyList.get(1);//通过RSA类型的公钥对象加密信息String encryptedMsg = RSAUtils.encryptByPublicKey(message, rsaPublicKey);System.out.println("加密后的字符串encryptedMsg：\r\n"+encryptedMsg);//通过RSA类型的私钥对象解密String  decryptedMsg = RSAUtils.decryptByPrivateKey(encryptedMsg, rsaPrivateKey);System.out.println("------");System.out.println("解密后的字符串decryptedMsg：\r\n"+decryptedMsg);System.out.println();System.out.println("-----------------------字符串类型的密钥对象转为RSA密钥对象后的加密解密--------------------------");//生成密钥（字符串类型的密钥）List<String> keyStringList = RSAUtils.getRsaKeyString(1024);//字符串类型的公钥String publicKeyString = keyStringList.get(0);System.out.println("生成的公钥，可以把 PUBLIC_KEY 改为此值：\r\n"+publicKeyString);//字符串类型的私钥String privateKeyString = keyStringList.get(1);System.out.println("生成的私钥，可以把 PRIVATE_KEY 改为此值：\r\n"+publicKeyString);//将字符串类型的公钥私钥转为RSA类型RSAPublicKey rsaPublicKey1 = RSAUtils.getRSAPublicKeyByX509(publicKeyString);RSAPrivateKey rsaPrivateKey1 = RSAUtils.getRSAPrivateKeyByPKCS8(privateKeyString);//通过字符串公钥转为RSA类型的公钥 加密String encryptedMsg1 = RSAUtils.encryptByPublicKey(message, rsaPublicKey1);System.out.println("使用字符串转的rsa公钥对象加密后的字符串encryptedMsg1：\r\n"+encryptedMsg1);//通过字符串私钥转为RSA类型的私钥 解密String decryptedMsg1 = RSAUtils.decryptByPrivateKey(encryptedMsg1, rsaPrivateKey1);System.out.println("------");System.out.println("使用字符串转的私钥对象解密后的字符串decryptedMsg1：\r\n"+decryptedMsg1);}
}

2、登录Demo：路径：/login

    @PostMapping("login")public Results<UserInfo> login(@RequestBody LoginDto loginDto){try {// 解密String password = RSAUtils.decryptByPrivateKey(loginDto.getPassword());// 这个加密是为了比对数据库中的值password = AESUtils.encode(password);// ......return Results.success("成功",userInfo);} catch (Exception e) {log.error("密码解析报错",e);return Results.failed("500","登录失败，请检查账号和密码");}}

3、给前端返回公钥（就不用前端写死了，想改的时候后端随时改）路径：/login/queryPublicKey

    @PostMapping("login/queryPublicKey")public Results<String> queryPublicKey() {return Results.success("成功",RSAUtils.getPublicKey());}

前端(使用 jsencrypt 进行RSA加密)

1、安装 jsencrypt

npm install jsencrypt

2、封装一个工具类

import JSEncrypt from 'jsencrypt';const JSE = new JSEncrypt();// 封装加密方法
// publicKey 也可以写死，也可以调用后端接口得到，这样后端就可以随时改了，而明文的公钥放在网上也没啥
export const encodeStr = (str: string, publicKey: string) => {// 设置公钥JSE.setPublicKey(publicKey)return JSE.encrypt(str);  // 就这样简单，就可以返回加密后的密文了
}// 封装加密方法,这里就是写死的，都可以
export const encodeStr = (str: string) => {JSE.setPublicKey(`MIGfMA0GCSqGSIb3DQEBAQUAA4GNADCBiQKBgQCLZ/W+SL604da54cySRTUOFJyQS/ZEYrVRx5JZM9vMpGAeSFljOJb2e1cwT9NQBRvyPqLY6+tl8foLqyJ69tvxfBQOLijpomAjz3+YdZhL0StMttEoWLQ4sLvXjPIWJAqgbwRwymIzQBZsN/h0c4AphhRJ5gBuOGygp2YjKlBH/QIDAQAB`)return JSE.encrypt(str);
}

3、登录的时候，先调用/login/queryPublicKey，并给密码加密后，调用/login登录