賈澤鋒，崔夢天，王保琴，謝 琪，姜 玥

(1.西南民族大學計算機科學與技術學院，四川 成都 610041；2.陸軍工程大學通信士官學校信息技術基礎教研室，重慶 400035)

1 Java概述

Java是大部分研發(fā)工程師愛好的一門語言，到目前為止它的使用率排名第一.Java之所以能有這樣的成績是因為它提供了很多功能模塊，這使得開發(fā)過程中解決問題減少了時間.如Java在安全領域里就包含了在JCA[1]的基礎上擴展出的Java加密擴展包JCE(Java Cryptography Extension)，提供了DES算法、AES算法、RSA算法、DSA算法等各種加密算法、消息摘要算法和密鑰管理等功能[2].利用Java API提供的安全機制很容易實現(xiàn)對稱加密算法和非對稱加密算法.本文主要對非對稱加密算法在Java環(huán)境里的使用展開研究.

2 RSA算法

RSA加密算法是非對稱加密算法里最為典型的加密算法，也是目前使用最廣泛的非對稱加密算法[3-4]，它是可以應用在數(shù)據(jù)加密或者數(shù)字簽名場景中[4].這里以甲乙雙方傳遞信息為例[3]，甲為消息發(fā) 送者，乙為消息接收者，如圖1和圖2所示：

圖1 生成RSA算法密鑰對Fig.1 Generate RSA algorithm key pair

圖2 甲向乙傳遞RSA算法加密數(shù)據(jù)Fig.2 A passes RSA algorithm encrypted data to B

如圖1所示，完成公開密鑰的傳送，就可以進行對數(shù)據(jù)加密進行發(fā)送并解密如圖2所示.在非對稱加密算法中，私鑰加密的數(shù)據(jù)只能利用對應的公鑰解密，簡稱“私鑰加密，公鑰解密”[3]，那么按原理上在RSA加密算法里“公鑰加密，私鑰解密”這種方法也是成立的.這使得拿到公鑰的一方能夠利用公鑰加密數(shù)據(jù)發(fā)送數(shù)據(jù)[3].如圖3所示：

圖3 乙向甲傳遞RSA算法加密數(shù)據(jù)Fig.3 B transmits RSA algorithm encryption data to A

如圖3是乙(接收者)使用甲(發(fā)送者)發(fā)送的公鑰加密數(shù)據(jù)，甲利用自身的私鑰實現(xiàn)解密數(shù)據(jù)，稱“公鑰加密，私鑰解密”[3].但是，這種方式不推薦使用，因為在公鑰傳遞的過程中，公鑰很可能被截獲，截獲到公鑰者也有可能給甲方發(fā)送數(shù)據(jù)，這時甲方不能辨別真?zhèn)?，因此，“公鑰加密，私鑰解密”這種形式存在必定的安全隱患[5].

2.1 數(shù)學原理

RSA加密算法的數(shù)學原理是簡單易懂.設密文為C，明文為E，則數(shù)據(jù)公式如下表達式：加密公式：C＝ExmodN，則公鑰為(x，N)；解密公式：E ＝ CdmodN，則私鑰為(d，N)[6-10].其中mod是取余數(shù).

下面我們舉例模擬生成密鑰對：

通過上面一系列求值最后得到：公鑰(5，323)，私鑰(29，323).

2.2 RSA在Java API中的實現(xiàn)

關于Java API提供安全機制[11-12]的類詳解如圖4所示，本文通過用戶注冊與登錄的實例，應用RSA算法在使用Java API實現(xiàn)對用戶登錄密碼加密與解密的過程，進而體現(xiàn)出RSA算法在Java API中具體實現(xiàn)及使用[13].如圖5～圖9所示：

圖4 RSA在Java API安全類圖Fig.4 RSA in Java API Security Class Diagram

下面以用戶注冊與登錄為例，具體流程如圖5所示：

圖5 注冊與登錄Fig.5 Registration and login

(1)生成RSA算法的公鑰和私鑰，如圖6所示：

圖6 生成RSA算法密鑰對Fig.6 Generate RSA algorithm key pair

在得到公鑰和私鑰的時候通過BASE64Encoder轉化生成字符串結果如圖7所示：

圖7 公鑰與私鑰結果圖Fig.7 Public key and private key result graph

(2)得到公鑰和私鑰就可以進行對數(shù)據(jù)的加密與解密的工作，用戶輸入的密碼data＝“jiazefeng”為需要加密數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)，如圖8和圖9所示：

圖8 公鑰加密Fig.8 Public key encryption

圖9 私鑰解密Fig.9 Private key decryption

圖8和圖9中的data是代表需要加密與解密的數(shù)據(jù)，運行結果如圖10所示：

圖10 加密、解密結果圖Fig.10 Encryption and decryption result graph

3 結束語

通過對RSA算法在JAVA API中的研究，可以應用在對個人信息的保密或者是企業(yè)的信息保密.因RSA算法利用一對密鑰(公開密鑰，私有密鑰)來實現(xiàn)加密與解密，其操作簡單，功能強大可以應用在對數(shù)據(jù)進行加密的任何場景下，RSA加密算法是目前最適合的一種加密算法，它被人們稱為高級數(shù)據(jù)加密算法，通過這一特點完美有效的進行對數(shù)據(jù)加密，進而有效的保護數(shù)據(jù)安全.