作者簡介? 原創微信公眾號郭霖 WeChat ID： guolin_blog
大家早上好，轉眼假期就結束了，又到了跟你們見面的時候啦！
本篇是Chay_Chan第二篇 投稿，分享了如何在Android、Java以及Web端使用 RSA 與 AES 加密，希望對大家有所幫助。
Chay_Chan的博客地址：
http://blog.csdn.net/Chay_Chan
正文
數據傳輸加密
在開發應用過程中，客戶端與服務端經常需要進行數據傳輸，涉及到重要隱私信息時，開發者自然會想到對其進行加密，即使傳輸過程中被“有心人”截取，也不會將信息泄露。對于加密算法，相信不少開發者也有所耳聞，比如 MD5加密，Base64加密，DES加密，AES加密，RSA加密等等。在這里我主要向大家介紹一下我在開發過程中使用到的加密算法，RSA加密算法+AES加密算法。簡單地介紹一下這兩種算法吧。
RSA
之所以叫 RSA算法，是因為算法的三位發明者RSA是目前最有影響力的公鑰加密算法，它能夠抵抗到目前為止已知的絕大多數密碼攻擊，已被ISO推薦為公鑰數據加密標準，主要的算法原理就不多加介紹，如果對此感興趣的話，建議去百度一下RSA算法。需要了解的是RSA算法屬于非對稱加密算法，非對稱加密算法需要兩個密鑰：公開密鑰（publickey）和私有密鑰（privatekey）。公開密鑰與私有密鑰是一對，如果用公開密鑰對數據進行加密，只有用對應的私有密鑰才能解密；如果用私有密鑰對數據進行加密，那么只有用對應的公開密鑰才能解密。因為加密和解密使用的是兩個不同的密鑰，所以這種算法叫作非對稱加密算法。簡單的說是“公鑰加密，私鑰解密；私鑰加密，公鑰解密”。
AES
高級加密標準（英語：Advanced Encryption Standard，縮寫：AES），在密碼學中又稱Rijndael加密法，是美國聯邦政府采用的一種區塊加密標準。這個標準用來替代原先的DES，已經被多方分析且廣為全世界所使用。經過五年的甄選流程，高級加密標準由美國國家標準與技術研究院（NIST）于2001年11月26日發布于FIPS PUB 197，并在2002年5月26日成為有效的標準。2006年，高級加密標準已然成為對稱密鑰加密中最流行的算法之一。
為什么要結合使用這兩種算法
如果不清楚非對稱算法和對稱算法，也許你會問，為什么要結合使用這兩種算法，單純使用一種算法不行嗎？這就要結合不同的場景和需求了。
客戶端傳輸重要信息給服務端，服務端返回的信息不需加密的情況
客戶端傳輸重要信息給服務端，服務端返回的信息不需加密，例如綁定銀行卡的時候，需要傳遞用戶的銀行卡號，手機號等重要信息，客戶端這邊就需要對這些重要信息進行加密，使用RSA公鑰加密，服務端使用RSA解密，然后返回一些普通信息，比如狀態碼code,提示信息msg,提示操作是成功還是失敗。這種場景下，僅僅使用RSA加密是可以的。
客戶端傳輸重要信息給服務端，服務端返回的信息需加密的情況
客戶端傳輸重要信息給服務端，服務端返回的信息需加密,例如客戶端登錄的時候，傳遞用戶名和密碼等資料，需要進行加密，服務端驗證登錄信息后，返回令牌token需要進行加密，客戶端解密后保存。此時就需要結合這兩種算法了。至于整個流程是怎樣的，在下面會慢慢通過例子向你介紹，因為如果一開始就這么多文字類的操作，可能會讓讀者感到一頭霧水。
使用RSA加密和解密
產生公鑰和私鑰
產生RSA公鑰和密鑰的方法有很多，在這里我直接使用我封裝好的方法產生，都最后我會將兩個算法的工具類贈送給大家。
公鑰：
MIGfMA0GCSqGSIb3DQEBAQUAA4GNADCBiQKBgQCRQZ5O/AOAjeYAaSFf6Rjhqovws78I716I9oGF7WxCIPmcaUa1YuyLOncCCuPsaw69+RMWjdbOBp8hd4PPM/d4mKTOVEYUE0SfxhhDTZaM5CzQEUXUyXy7icQTGR5wBjrbjU1yHCKOf5PJJZZQWB06husSFZ40TdL7FdlBpZ1u1QIDAQAB
私鑰：
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
很明顯，公鑰字符串長度比較短，私鑰的比較長。生成完密鑰后，公鑰可以存放在客戶端，即使被別人知道公鑰，也是沒有問題的；私鑰則一定要保存在服務端。如果到時公司面臨人事變動，避免私鑰被離職人員泄露，可以重新生成公鑰和密鑰。
使用公鑰加密，私鑰解密
這里在客戶端模擬加密的情況，對字符串”Beyond黃家駒”使用RSA加密，調用 RSAUtils 的 encryptByPublicKey()方法，輸出結果為：
密文:BRFjf3tUqRqlwuP5JtzxZinf7lp+AHuHM9JSabM5BNFDxuUe9+uuO6RpCHVH5PibifqQHzGNsyZn1G9QcIENT9Tbm+PZwAbNUlMPZRDBU1FSnOtY8dBdeW/lJdnY9sJVwNvIBnOLQk66hxRh6R2149dwlgdsGUpWMOMBzcP3vsU=
在服務端，可以使用 RSAUtils 的 decryptByPrivateKey() 方法進行解密，現在模擬服務端解密：
在這里雖然沒有完全模擬數據傳輸過程，比如說客戶端發起一個網絡請求，傳遞參數給服務端，服務端接收參數并進行處理，也是為了讓大家可以更加容易明白，所以這里只是進行簡單的模擬。可以看到Android客戶端端和Java服務端的RSA加密解密算法是可以互通的，原因是他們所使用到的base64加密類是一致的，所以才可以實現加密和解密的算法互通。
使用到的jar包都是javabase64-1.3.1.jar,相信不少人都知道，java中有自帶的Base64算法類，但是安卓中卻沒有，之前出現的情況是，使用的Base64類不統一，比如在安卓客戶端開發使用的Base64算法是使用第三方提供的jar包，而java服務端中使用的是JDK自帶的Base64,導致從客戶端傳過來的密文，服務端解析出錯。
上面的例子展示了客戶端使用公鑰加密，服務端使用私鑰解密的過程。也許你會這么想，既然可以如此，那服務端那邊信息也可以通過RSA加密后，傳遞加密信息過來，客戶端進行解密。但是，這樣做，顯示是不安全的。原因是，由于客戶端并沒有保存私鑰，只有公鑰，只可以服務端進行私鑰加密，客戶端進行公鑰解密，但由于公鑰是公開，別人也可以獲取到公鑰，如果信息被他們截取，他們同樣可以通過公鑰進行解密，那么這樣子加密，就毫無意義了，所以這個時候，就要結合對稱算法，實現客戶端與服務端之前的安全通信了。
使用AES加密解密
加密
模擬客戶端進行AES加密，我們通過調用 AESUtils 中的 generateKey() 方法，隨機產生一個密鑰，用于對數據進行加密。輸出的結果為：
密鑰:6446c69c0f914a57密文:GECDQOsc22yV48hdJENTMg==
解密
模擬服務端進行AES解密，由于AES屬于對稱算法，加密和解密需要使用同一把密鑰，所以，服務端要解密傳遞過來的內容，就需要密鑰 + 密文。這里模擬一下服務端解密。
到這里也許你會問，客戶端使用AES進行加密，服務端要進行解密的話，需要用到產生的密鑰，那密鑰必須從客戶端傳輸到服務端，如果不對密鑰進行加密，那加密就沒有意義了。所以這里終于談到了重點，RSA算法+AES算法結合使用。
RSA算法+AES算法的使用
舉一個簡單的例子來說明一下吧，例如實名認證功能，需要傳遞用戶真實姓名和身份證號，對于這種重要信息，需要進行加密處理。
客戶端使用RSA + AES對重要信息進行加密
客戶端加密過程主要分為以下三個步驟：
1.客戶端隨機產生AES的密鑰；
2.對身份證信息（重要信息）進行AES加密；
3.通過使用RSA對AES密鑰進行公鑰加密。
這樣在傳輸的過程中，即時加密后的AES密鑰被別人截取，對其也無濟于事，因為他并不知道RSA的私鑰，無法解密得到原本的AES密鑰，就無法解密用AES加密后的重要信息。
服務端使用RSA + AES對重要信息進行解密
服務端解密過程主要分為以下兩個步驟：
1.對加密后的AES密鑰進行RSA私鑰解密，拿到密鑰原文；
2.對加密后的重要信息進行AES解密，拿到原始內容。
現實開發中，服務端有時也需要向客戶端傳遞重要信息，比如登錄的時候，返回 token 給客戶端，作為令牌，這個令牌就需要進行加密，原理也是差不多的，比上面多一個步驟而已，就是將解密后的AES密鑰，對將要傳遞給客戶端的數據 token 進行AES加密，返回給客戶端，由于客戶端和服務端都已經拿到同一把AES鑰匙，所以客戶端可以解密服務端返回的加密后的數據。如果客戶端想要將令牌進行保存，則需要使用自己定義的默認的AES密鑰進行加密后保存，需要使用的時候傳入默認密鑰和密文，解密后得到 原token。
上面提及到客戶端加密，服務端返回數據不加密的情況，上面說到僅僅使用RSA是可以，但是還是建議同時使用這兩種算法，即產生一個AES密鑰，使用RSA對該密鑰進行公鑰加密，對重要信息進行AES加密，服務端通過RSA私鑰解密拿到AES密鑰，再對加密后的重要信息進行解密。如果僅僅使用RSA，服務端只通過RSA解密，這樣會對于性能會有所影響，原因是RSA的解密速度約等于AES解密數據的100倍，所以如果每個重要信息都只通過RSA加密和解密，則會影響服務端系統的性能，所以建議兩種算法一起使用。
同時還有相應的JS版RSA和AES算法，使用方式也差不多，在這里簡單演示一下：
下面是一個html頁面的代碼，引入了 rsa.js 和 aes.js：
打開頁面后，查看控制臺輸出：
同時，模擬服務端解密，運行結果如下：
需要注意的是:
1. RSAUtils中配置公鑰和密鑰，可以使用getKeys()方法產生。如果是客戶端，則無須配置私鑰，把沒有私鑰的RSAUtils放到客戶端，因為僅需要用到公鑰加密的方法。
2. AESUtils中配置偏移量IV_STRING；
3. rsa.js中最底部配置公鑰，須和上面RSAUtils配置的公鑰一致；
4. aes.js中的底部var iv = CryptoJS.enc.Utf8.parse(“16-Bytes–String”); //加密向量中，替換里面的字符串，加密向量須和上面的AESUtils中的偏移量一致。
在這里將我自己封裝的RSAUtils、AESUtils以及使用第三方jar包的Base64Utils還有JS版的RSAHE AES分享給大家，希望可以幫助到大家。
http://download.csdn.net/detail/chay_chan/9766486
為了完成這篇博客，花費了接近半天的時間，相當于總結自己在數據傳輸這一方面的經驗，希望可以幫助到更多的開發者，一起交流學習，互相提升和進步。
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郭林大神原創android 書籍：《第一行代碼 android》
