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javaandroidrsa加密解密

發布時間: 2024-10-29 10:03:27

1. 非對稱加密之-RSA加密

對一個大整數進行因數分解,在高等數學中叫做費馬大定理,至今沒有被破解
RSA演算法是最流行的公鑰密碼演算法,使用長度可以變化的密鑰。RSA是第一個既能用於數據加密也能用於數字簽名的演算法。

這是目前地球上最重要的加密演算法

至此,所有計算完成。
將 n和e封裝成公鑰 , n和d封裝成私鑰 。

回顧上面的密鑰生成步驟,一共出現六個數字:

這六個數字之中,公鑰用到了兩個(n和e),其餘四個數字都是不公開的。其中最關鍵的是d,因為n和d組成了私鑰,一旦d泄漏,就等於私鑰泄漏。
那麼, 有無可能在已知n和e的情況下,推導出d?

最終轉換成->結論: 如果n可以被因數分解,d就可以算出,也就意味著私鑰被破解。

第一步 :首先生成秘鑰對

第二步 :公鑰加密

第三步 :私鑰解密

幾個全局變數解說:

關於加密填充方式:之前以為上面這些操作就能實現rsa加解密,以為萬事大吉了,呵呵,這事還沒完,悲劇還是發生了, Android這邊加密過的數據,伺服器端死活解密不了, ,這造成了在android機上加密後無法在伺服器上解密的原因,所以在實現的時候這個一定要注意

實現分段加密:搞定了填充方式之後又自信的認為萬事大吉了,可是意外還是發生了,RSA非對稱加密內容長度有限制,1024位key的最多隻能加密127位數據,否則就會報錯(javax.crypto.IllegalBlockSizeException: Data must not be longer than 117 bytes) ,RSA 是常用的非對稱加密演算法。最近使用時卻出現了「不正確的長度」的異常,研究發現是由於待加密的數據超長所致。RSA 演算法規定:待加密的位元組數不能超過密鑰的長度值除以 8 再減去 11(即:KeySize / 8 - 11),而加密後得到密文的位元組數,正好是密鑰的長度值除以 8(即:KeySize / 8)。

愛麗絲選擇了61和53。(實際應用中,這兩個質數越大,就越難破解。)

愛麗絲就把61和53相乘

n的長度就是密鑰長度。3233寫成二進制是110010100001,一共有12位,所以這個密鑰就是12位。實際應用中,RSA密鑰一般是1024位,重要場合則為2048位

愛麗絲算出φ(3233)等於60×52,即3120。

愛麗絲就在1到3120之間,隨機選擇了17。(實際應用中,常常選擇65537。)

所謂 "模反元素" 就是指有一個整數d,可以使得ed被φ(n)除的余數為1。

這個式子等價於

於是,找到模反元素d,實質上就是對下面這個二元一次方程求解。

已知 e=17, φ(n)=3120,

至此所有計算完成

在愛麗絲的例子中,n=3233,e=17,d=2753,所以公鑰就是 (3233,17),私鑰就是(3233, 2753)。

實際應用中,公鑰和私鑰的數據都採用 ASN.1 格式表達

回顧上面的密鑰生成步驟,一共出現六個數字:

這六個數字之中,公鑰用到了兩個(n和e),其餘四個數字都是不公開的。其中最關鍵的是d,因為n和d組成了私鑰,一旦d泄漏,就等於私鑰泄漏。
那麼,有無可能在已知n和e的情況下,推導出d?

結論:如果n可以被因數分解,d就可以算出,也就意味著私鑰被破解。

可是,大整數的因數分解,是一件非常困難的事情。目前,除了暴力破解,還沒有發現別的有效方法。維基網路這樣寫道

舉例來說,你可以對3233進行因數分解(61×53),但是你沒法對下面這個整數進行因數分解。

它等於這樣兩個質數的乘積

事實上,RSA加密的方式原理是一個高等數學中沒有被解決的難題,所有沒有可靠的RSA的破解方式

2. Android加密演算法總結

1.概念:
Base64是一種用64個字元(+/)來表示二進制數據的方法,只是一種編碼方式,所以不建議使用Base64來進行加密數據。

2.由來:
為什麼會有Base64編碼呢?因為計算機中數據是按ascii碼存儲的,而ascii碼的128~255之間的值是不可見字元。在網路上交換數據時,比如圖片二進制流的每個位元組不可能全部都是可見字元,所以就傳送不了。最好的方法就是在不改變傳統協議的情況下,做一種擴展方案來支持二進制文件的傳送,把不可列印的字元也能用可列印字元來表示,所以就先把數據先做一個Base64編碼,統統變成可見字元,降低錯誤率。

3.示例:

加密和解密用到的密鑰是相同的,這種加密方式加密速度非常快,適合經常發送數據的場合。缺點是密鑰的傳輸比較麻煩。

1.DES
DES全稱為Data Encryption Standard,即數據加密標准,是一種使用 密鑰加密 的塊演算法。
DES演算法把64位的明文輸入塊變為64位的密文輸出塊,它所使用的密鑰也是64位,密鑰事實上是56位參與DES運算(第8、16、24、32、40、48、56、64位是校驗位,使得每個密鑰都有奇數個1)分組後的明文組和56位的密鑰按位替代或交換的方法形成密文組的加密方法。

2.3DES
3DES(或稱為Triple DES)是三重 數據加密演算法 (TDEA,Triple Data Encryption Algorithm)塊密碼的通稱。是DES向AES過渡的加密演算法,它使用3條56位的密鑰對數據進行三次加密。是DES的一個更安全的變形。它以DES為基本模塊,通過組合分組方法設計出分組加密演算法。比起最初的DES,3DES更為安全。

3.AES
AES全稱Advanced Encryption Standard,即高級加密標准,當今最流行的對稱加密演算法之一,是DES的替代者。支持三種長度的密鑰:128位,192位,256位。

AES演算法是把明文拆分成一個個獨立的明文塊,每一個明文塊長128bit。這些明文塊經過AES加密器的復雜處理,生成一個個獨立的密文塊,這些密文塊拼接在一起,就是最終的AES加密結果。
但是這里涉及到一個問題:假如一段明文長度是192bit,如果按每128bit一個明文塊來拆分的話,第二個明文塊只有64bit,不足128bit。這時候怎麼辦呢?就需要對明文塊進行填充(Padding):

AES的工作模式,體現在把明文塊加密成密文塊的處理過程中。

加密和解密用的密鑰是不同的,這種加密方式是用數學上的難解問題構造的,通常加密解密的速度比較慢,適合偶爾發送數據的場合。優點是密鑰傳輸方便。

1.SHA
安全散列演算法(英語:Secure Hash Algorithm,縮寫為SHA)是一個密碼散列函數家族,是FIPS所認證的安全散列演算法。能計算出一個數字消息所對應到的,長度固定的字元串(又稱消息摘要)的演算法,且若輸入的消息不同,它們對應到不同字元串的機率很高。
SHA分為SHA-1、SHA-224、SHA-256、SHA-384,和SHA-512五種演算法,後四者有時並稱為SHA-2。SHA-1在許多安全協定中廣為使用,包括TLS和SSL、PGP、SSH、S/MIME和IPsec,曾被視為是MD5(更早之前被廣為使用的雜湊函數)的後繼者。但SHA-1的安全性如今被密碼學家嚴重質疑;雖然至今尚未出現對SHA-2有效的攻擊,它的演算法跟SHA-1基本上仍然相似;因此有些人開始發展其他替代的雜湊演算法。

2.RSA
RSA演算法1978年出現,是第一個既能用於數據加密也能用於數字簽名的演算法,易於理解和操作。
RSA基於一個數論事實:將兩個大素數相乘十分容易,但想要對其乘積進行因式分解卻極其困難,因此可以將乘積公開作為加密密鑰,即公鑰,而兩個大素數組合成私鑰。公鑰是可提供給任何人使用,私鑰則為自己所有,供解密之用。

3.MD5
MD5信息摘要演算法 (英語:MD5 Message-Digest Algorithm),一種被廣泛使用的密碼散列函數,可以產生出一個128位(16位元組)的散列值,用於確保信息傳輸完整一致。具有如下優點:

XOR:異或加密,既將某個字元或者數值 x 與一個數值 m 進行異或運算得到 y ,則再用 y 與 m 進行異或運算就可還原為 x。
使用場景:
(1)兩個變數的互換(不藉助第三個變數);
(2)數據的簡單加密解密。

3. android加密演算法有哪些

android中用的到加密:

  1. Https編程 :應該是使用帶安全的網路協議處理。除非你本地需要加密

2.數據簽名:混淆代碼和防二次打包的APK加密技術

3.對稱加密:可以先將數據通過某種加密方式加密發送到伺服器端,然後伺服器端再解密 ,項目中除了登陸,支付等介面採用rsa非對稱加密,之外的採用aes對稱加密

4.非對稱加密====支付寶

數字摘要是指通過演算法將長數據變為短數據,通常用來標識數據的唯一性,是否被修改,常用的加密演算法有md5和sha1兩種,如Android的App簽名也是用的這兩種演算法。

由於以上兩種生成數字摘要的演算法都是不可逆的,對於可逆的加密演算法中,按照密鑰的數量和加密規則一半分為對稱加密和非對稱加密兩類:

對稱加密:

密鑰可以自己指定,只有一把密鑰,如果密鑰泄漏數據就會暴漏;

常用的對稱加密演算法有DES和AES兩種;

特點是加密速度快,但是缺點是安全性低,因為只要密鑰暴漏,數據就可以被解密。

非對稱加密的特點:

常見的非對稱加密演算法是RSA;

他有兩把密鑰,且是由程序生成的,不能自己指定;

特點是加密速度比較慢,但是安全性比較高;

加密和解密的規則是:公鑰加密只能私鑰解密,私鑰加密只能公鑰解密;

4. Android 的幾種加密方式

Android 中的最常用得到有三種加密方式:MD5,AES,RSA.

1.MD5

MD5本質是一種散列函數,用以提供消息的完整性保護。

特點:

1.壓縮性:任意長度的數據,算出的MD5值長度都是固定的;

2.容易計算:從原數據計算出MD5值很容易;

3.抗修改性:對原數據進行任何改動,哪怕只修改一個位元組,所得到的MD5值都有很大的區別

4.強抗碰撞:已知原數據和其MD5值,想找到一個具有相同MD5值的數據(及偽造數據)是非常困難的;

2.RSA加密

RSA加密演算法是一種非對稱加密演算法,非對稱加密演算法需要兩個密鑰:公共密鑰和私有密鑰。公鑰和私鑰是配對的,用公鑰加密的數據只有配對的私鑰才能解密。

RSA對加密數據的長度有限制,一般為密鑰的長度值-11,要加密較長的數據,可以採用數據截取的方法,分段加密。

3.AES加密

AES加密是一種高級加密的標准,是一種區塊加密標准。它是一個對稱密碼,就是說加密和解密用相同的密鑰。WPA/WPA2經常用的加密方式就是AES加密演算法。

5. Android Okhttp/Retrofit網路請求加解密實現方案

比較安全的方案應該是AES+RSA的加密方式。具體如下圖所示。

為什麼要這樣做呢?
1、RSA是非對稱加密,公鑰和私鑰分開,且公鑰可以公開,很適合網路數據傳輸場景。但RSA加密比較慢,據說比AES慢100倍,且對加密的數據長度也有限制。
2、AES是對稱加密,加密速度快,安全性高,但密鑰的保存是個問題,在網路數據傳輸的場景就很容易由於密鑰泄露造成安全隱患
3、所以,AES+RSA結合才更好,AES加密數據,且密鑰隨機生成,RSA用對方(伺服器)的公鑰加密隨機生成的AES密鑰。傳輸時要把密文,加密的AES密鑰和自己的公鑰傳給對方(伺服器)。對方(伺服器)接到數據後,用自己的私鑰解密AES密鑰,再拿AES密鑰解密數據得到明文。這樣就綜合了兩種加密體系的優點。
4、除上面說的外,還可以加簽名,即對傳輸的數據(加密前)先做個哈希,然後用自己的RSA私鑰對哈希簽名(對方拿到自己的公鑰可以驗簽),這樣可以驗證傳輸內容有沒有被修改過。

就java來說,加密的輸入和輸出都是位元組數組類型的,也就是二進制數據,網路傳輸或本地保存都需要重新編碼為字元串。推薦使用Base64。Android 有自帶的Base64實現,flag要選Base64.NO_WRAP,不然末尾會有換行影響服務端解碼。
Android中Base64加密

總而言之,這些不同語言都有實現庫,調用即可,關鍵是參數要一致,具體還需要和後台聯調一下。
rsa加解密的內容超長的問題解決

現在說到網路框架,應該毫無疑問是Retrofit了。上面說的加密方案說到底還是要在網路請求框架內加上,怎麼做入侵最小,怎麼做最方便才是重點。
1、坑定不能直接在介面調用層做加密,加參數,這樣每個介面都要修改,這是不可能的。
2、ConverterFactory處理,這也是網上可以搜到的很多文章的寫法,但我覺得還是有入侵。而且有點麻煩。
3、OkHttp添加攔截器,這種方法入侵最小(可以說沒有),實現呢也非常優雅。
下面的實現,網上也找不到多少可以參考的文章,但不得不說,OkHttp的封裝和設計真的很好用,所見即所得。看下源碼,就知道該怎麼用了,連文檔都不用查。

主要注意點:
0、和介面無關的新加的數據放在請求頭里。
1、該close的要close,不然會內存泄漏。
2、新舊Request和Response要區分好,新的要替換舊的去傳遞或返回。
3、要對response.code()做處理,只有在和後台約定好的返回碼下才走解密的邏輯,具體看自己的需求,不一定都是200。

6. 安卓常見的一些加密((對稱加密DES,AES),非對稱加密(RSA),MD5)

DES是一種對稱加密演算法,所謂對稱加密演算法即:加密和解密使用相同密鑰的演算法。DES加密演算法出自IBM的研究,
後來被美國政府正式採用,之後開始廣泛流傳,但是近些年使用越來越少,因為DES使用56位密鑰,以現代計算能力,
24小時內即可被破解

調用過程

最近做微信小程序獲取用戶綁定的手機號信息解密,試了很多方法。最終雖然沒有完全解決,但是也達到我的極限了。有時會報錯:javax.crypto.BadPaddingException: pad block corrupted。

出現錯誤的詳細描述
每次剛進入小程序登陸獲取手機號時,會出現第一次解密失敗,再試一次就成功的問題。如果連續登出,登入,就不會再出現揭秘失敗的問題。但是如果停止操作過一會,登出後登入,又會出現第一次揭秘失敗,再試一次就成功的問題。
網上說的,官方文檔上注意點我都排除了。獲取的加密密文是在前端調取wx.login()方法後,調用我後端的微信授權介面,獲取用戶的sessionkey,openId.然後才是前端調用的獲取sessionkey加密的用戶手機號介面,所以我可以保證每次sessionkey是最新的。不會過期。
並且我通過日誌發現在sessionkey不變的情況下,第一次失敗,第二次解密成功。

加密演算法,RSA是繞不開的話題,因為RSA演算法是目前最流行的公開密鑰演算法,既能用於加密,也能用戶數字簽名。不僅在加密貨幣領域使用,在傳統互聯網領域的應用也很廣泛。從被提出到現在20多年,經歷了各種考驗,被普遍認為是目前最優秀的公鑰方案之一

非對稱加密演算法的特點就是加密秘鑰和解密秘鑰不同,秘鑰分為公鑰和私鑰,用私鑰加密的明文,只能用公鑰解密;用公鑰加密的明文,只能用私鑰解密。

一、 什麼是「素數」?
素數是這樣的整數,它除了能表示為它自己和1的乘積以外,不能表示為任何其它兩個整數的乘積
二、什麼是「互質數」(或「互素數」)?
小學數學教材對互質數是這樣定義的:「公約數只有1的兩個數,叫做互質數
(1)兩個質數一定是互質數。例如,2與7、13與19。
(2)一個質數如果不能整除另一個合數,這兩個數為互質數。例如,3與10、5與 26。
(3)1不是質數也不是合數,它和任何一個自然數在一起都是互質數。如1和9908。
(4)相鄰的兩個自然數是互質數。如 15與 16。
(5)相鄰的兩個奇數是互質數。如 49與 51。
(6)大數是質數的兩個數是互質數。如97與88。
(7)小數是質數,大數不是小數的倍數的兩個數是互質數。如 7和 16。
(8)兩個數都是合數(二數差又較大),小數所有的質因數,都不是大數的約數,這兩個數是互質數。如357與715,357=3×7×17,而3、7和17都不是715的約數,這兩個數為互質數。等等。
三、什麼是模指數運算?
指數運算誰都懂,不必說了,先說說模運算。模運算是整數運算,有一個整數m,以n為模做模運算,即m mod n。怎樣做呢?讓m去被n整除,只取所得的余數作為結果,就叫做模運算。例如,10 mod 3=1;26 mod 6=2;28 mod 2 =0等等。
模指數運算就是先做指數運算,取其結果再做模運算。如(5^3) mod 7 = (125 mod 7) = 6。

其中,符號^表示數學上的指數運算;mod表示模運算,即相除取余數。具體演算法步驟如下:
(1)選擇一對不同的、足夠大的素數p,q。
(2)計算n=p q。
(3)計算f(n)=(p-1)
(q-1),同時對p, q嚴加保密,不讓任何人知道。
(4)找一個與f(n)互質的數e作為公鑰指數,且1<e<f(n)。
(5)計算私鑰指數d,使得d滿足(d*e) mod f(n) = 1
(6)公鑰KU=(e,n),私鑰KR=(d,n)。
(7)加密時,先將明文變換成0至n-1的一個整數M。若明文較長,可先分割成適當的組,然後再進行交換。設密文為C,則加密過程為:C=M^e mod n。
(8)解密過程為:M=C^d mod n。

在RSA密碼應用中,公鑰KU是被公開的,即e和n的數值可以被第三方竊聽者得到。破解RSA密碼的問題就是從已知的e和n的數值(n等於pq),想法求出d的數值,這樣就可以得到私鑰來破解密文。從上文中的公式:(d e) mod ((p-1) (q-1)) = 1,我們可以看出,密碼破解的實質問題是:從p q的數值,去求出(p-1)和(q-1)。換句話說,只要求出p和q的值,我們就能求出d的值而得到私鑰。
當p和q是一個大素數的時候,從它們的積p
q去分解因子p和q,這是一個公認的數學難題。比如當p*q大到1024位時,迄今為止還沒有人能夠利用任何計算工具去完成分解因子的任務。因此,RSA從提出到現在已近二十年,經歷了各種攻擊的考驗,逐漸為人們接受,普遍認為是目前最優秀的公鑰方案之一。
缺點1:雖然RSA的安全性依賴於大數的因子分解,但並沒有從理論上證明破譯RSA的難度與大數分解難度等價。即RSA的重大缺陷是無法從理論上把握它的保密性能如何。

在android 開發的很多時候。為了保證用戶的賬戶的安全性,再保存用戶的密碼時,通常會採用MD5加密演算法,這種演算法是不可逆的,具有一定的安全性

MD5不是加密演算法, 因為如果目的是加密,必須滿足的一個條件是加密過後可以解密。但是MD5是無法從結果還原出原始數據的。

MD5隻是一種哈希演算法

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