RSA非对称加密

Posted by thinkwei on April 16, 2024
    
        RSA加密与解密:

            使用公钥加密的数据,利用私钥进行解密
            使用私钥加密的数据,利用公钥进行解密

        加密的类型:
            在日常设计及开发中,为确保数据传输和数据存储的安全,可通过特定的算法

            ,将数据明文加密成复杂的密文。目前主流加密手段大致可分为单向加密和双向加密。
            
            单向加密:通过对数据进行摘要计算生成密文,密文不可逆推还原。算法代表:Base64,MD5,SHA; 
            
            双向加密:与单向加密相反,可以把密文逆推还原成明文,双向加密又分为对称加密和非对称加密。
            
            对称加密:指数据使用者必须拥有相同的密钥才可以进行加密解密,就像彼此约定的一串暗号。

            算法代表:DES,3DES,AES,IDEA,RC4,RC5;
            
            非对称加密:相对对称加密而言,无需拥有同一组密钥,非对称加密是一种“信息公开的密钥交换协议”。

            非对称加密需要公开密钥和私有密钥两组密钥,公开密钥和私有密钥是配对起来的,
            
            也就是说使用公开密钥进行数据加密,只有对应的私有密钥才能解密。这两个密钥是数学相关

            ,用某用户密钥加密后的密文,只能使用该用户的加密密钥才能解密。如果知道了其中一个,并
            
            不能计算出另外一个。因此如果公开了一对密钥中的一个,并不会危害到另外一个密钥性质。

            这里把公开的密钥为公钥,不公开的密钥为私钥。算法代表:RSA,DSA。
            
              以前一直对客户端传给服务器的信息加密这一块一脸懵,如果app里面的用户登录信息被抓包拿到了

            ,大写着 username:root,password:123456,  那不是很尴尬。
            
            偶然做版权输入的时候遇到了rsa,在支付宝支付的时候也接触过,当时不知道这是啥子,现在才知道。
            
            他能保证,客户端给出的信息,只有拥有私钥的服务器才能看,其他人看的都是乱码,嘿嘿。
            
            非对称加密算法
            需要两个密钥:公开密钥(publickey)和私有密钥(privatekey)。
            
            公开密钥与私有密钥是一对,如果用公开密钥对数据进行加密,只有用对应的私有密钥才能解密;
            
            如果用私有密钥对数据进行加密,那么只有用对应的公开密钥才能解密。
            
            因为加密和解密使用的是两个不同的密钥,所以这种算法叫作非对称加密算法。
            
            注意以上的一个点,公钥加密的数据,只有对应的私钥才能解密
            
            在日常使用中是酱紫的:
            
            将私钥private_key.pem用在服务器端,公钥发放给android跟ios等前端
            
            客户端用公钥加密过后,数据只能被拥有唯一私钥的服务器看懂。
            
            具体实现:
            1、加密解密的第一步是生成公钥、私钥对,私钥加密的内容能通过公钥解密(反过来亦可以)
            
             1 下载开源RSA密钥生成工具openssl(通常Linux系统都自带该程序),解压缩至独立的文件夹,进入其中的bin目录,执行以下命令:
             2 a、openssl genrsa -out rsa_private_key.pem 1024
             3 b、openssl pkcs8 -topk8 -inform PEM -in rsa_private_key.pem -outform PEM -nocrypt -out private_key.pem
             4 c、openssl rsa -in rsa_private_key.pem -pubout -out rsa_public_key.pem
             5 
             6 第一条命令生成原始 RSA私钥文件 rsa_private_key.pem
             7 第二条命令将原始 RSA私钥转换为 pkcs8格式
             8 第三条生成RSA公钥 rsa_public_key.pem
             9 
            10 上面几个就可以看出:通过私钥能生成对应的公钥
            
            也有一些网站提供生成rsa公钥私钥的服务:http://www.bm8.com.cn/webtool/rsa/
            
            2、PHP的加密解密类库:
            
            <?php
            
            
            class Rsa {
             
                /**     
                 * 获取私钥     
                 * @return bool|resource     
                 */    
                private static function getPrivateKey() 
                {        
                    $abs_path = dirname(__FILE__) . '/rsa_private_key.pem';
                    $content = file_get_contents($abs_path);    
                    return openssl_pkey_get_private($content);    
                }    
            
                /**     
                 * 获取公钥     
                 * @return bool|resource     
                 */    
                private static function getPublicKey()
                {   
                    $abs_path = dirname(__FILE__) . '/rsa_public_key.pem';
                    $content = file_get_contents($abs_path);    
                    return openssl_pkey_get_public($content);     
                }
            
                /**     
                 * 私钥加密     
                 * @param string $data     
                 * @return null|string     
                 */    
                public static function privEncrypt($data = '')    
                {        
                    if (!is_string($data)) {            
                        return null;       
                    }        
                    return openssl_private_encrypt($data,$encrypted,self::getPrivateKey()) ? base64_encode($encrypted) : null;    
                }    
            
                /**     
                 * 公钥加密     
                 * @param string $data     
                 * @return null|string     
                 */    
                public static function publicEncrypt($data = '')   
                {        
                    if (!is_string($data)) {            
                        return null;        
                    }        
                    return openssl_public_encrypt($data,$encrypted,self::getPublicKey()) ? base64_encode($encrypted) : null;    
                }    
            
                /**     
                 * 私钥解密     
                 * @param string $encrypted     
                 * @return null     
                 */    
                public static function privDecrypt($encrypted = '')    
                {        
                    if (!is_string($encrypted)) {            
                        return null;        
                    }        
                    return (openssl_private_decrypt(base64_decode($encrypted), $decrypted, self::getPrivateKey())) ? $decrypted : null;    
                }    
            
                /**     
                 * 公钥解密     
                 * @param string $encrypted     
                 * @return null     
                 */    
                public static function publicDecrypt($encrypted = '')    
                {        
                    if (!is_string($encrypted)) {            
                        return null;        
                    }        
                return (openssl_public_decrypt(base64_decode($encrypted), $decrypted, self::getPublicKey())) ? $decrypted : null;    
                }
            }
            
            调用demo:
            <?php
            
            require_once "Rsa.php";
            $rsa = new Rsa();
            $data['name'] = 'Tom';
            $data['age']  = '20';
            $privEncrypt = $rsa->privEncrypt(json_encode($data));
            echo '私钥加密后:'.$privEncrypt;
            
            $publicDecrypt = $rsa->publicDecrypt($privEncrypt);
            echo '公钥解密后:'.$publicDecrypt;
            
            $publicEncrypt = $rsa->publicEncrypt(json_encode($data));
            echo '公钥加密后:'.$publicEncrypt;
            
            $privDecrypt = $rsa->privDecrypt($publicEncrypt);
            echo '私钥解密后:'.$privDecrypt;
            
            对于前端vue可以使用JSEncrypt
            
            jsencrypt就是一个基于rsa加解密的js库

            安装:npm install jsencrypt 
        
            引入:import JSEncrypt from 'jsencrypt'

            rsa加密:
                var rsa = new JSEncrypt()  // 创建加密对象实例
                //之前ssl生成的公钥,复制的时候要小心不要有空格
                var pubKey = '-----BEGIN PUBLIC KEY-----MIGfMA0GCSqGSIb3DQEBAQUAA4GNADCBiQKBgQC1QQRl0HlrVv6kGqhgonD6A9SU6ZJpnEN+Q0blT/ue6Ndt97WRfxtSAs0QoquTreaDtfC4RRX4o+CU6BTuHLUm+eSvxZS9TzbwoYZq7ObbQAZAY+SYDgAA5PHf1wNN20dGMFFgVS/y0ZWvv1UNa2laEz0I8Vmr5ZlzIn88GkmSiQIDAQAB-----END PUBLIC KEY-----'
                rsa.setPublicKey(pubKey)//设置公钥
                var rsaPassWord = rsa.encrypt('要加密的内容')  // 对内容进行加密
                console.log(rsaPassWord)

            如果加密数据太长 可以使用rsa分段加密
                // Generate RSA key pair with default bit length of 2048
                const rsa = new JSEncrypt({ default_key_size: 4096 });
                const publicKey = '-----BEGIN PUBLIC KEY-----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-----END PUBLIC KEY-----';
                rsa.setPublicKey(publicKey);
                // Get the RSA key size
                const keySize = 4096; // Assume using a 2048-bit RSA key
                // Calculate block size, dividing by 8 and subtracting padding size (11 bytes)
                const blockSize = keySize / 8 - 11;
                // 请求拦截器
                axios.interceptors.request.use(async function(config) {
                    // Convert the data to be sent into a string
                    const dataString = JSON.stringify(config.data || ''); // Add a check for config.data
                    // Check if dataString is empty or null
                    if (!dataString) {
                        return config; // Return config if data is empty or null
                    }
                
                    // Calculate the number of blocks
                    const blockCount = Math.ceil(dataString.length / blockSize);
                
                    // Encrypt data in blocks
                    const encryptedBlocks = [];
                    for (let i = 0; i < blockCount; i++) {
                        const blockStart = i * blockSize;
                        const blockEnd = Math.min((i + 1) * blockSize, dataString.length);
                        const block = dataString.slice(blockStart, blockEnd);
                        const encryptedBlock = rsa.encrypt(block);
                        encryptedBlocks.push(encryptedBlock);
                    }
                
                    // Concatenate encrypted blocks into a string and put it into FormData
                    const postData = new FormData();
                    postData.append("data", encryptedBlocks.join(';'));
                
                    // Replace config's data with postData
                    config.data = postData;
                    return config;
                }, function(error) {
                    return Promise.reject(error)
                });
                
            rsa解密:
            
                  var rsa = new JSEncrypt()//创建解密对象实例
                  //之前ssl生成的秘钥
                  var priKey  = '-----BEGIN RSA PRIVATE KEY-----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-----END RSA PRIVATE KEY----'
                  rsa.setPrivateKey(priKey)//设置秘钥
                  var uncrypted = rsa.decrypt(encrypted)//解密之前拿公钥加密的内容

            目前的应用场景是在用户注册或登录的时候,用公钥对密码进行加密,再去传给后台,
            后台用私钥对加密的内容进行解密,然后进行密码校验或者保存到数据库。