Android RSA加密解密实现方法

一、概述

在安卓开发中，我们通常需要将敏感数据进行加密传输，以确保数据的安全性。而RSA算法是一种非对称加密算法，具有较高的安全性，因此在实际开发中使用较为广泛。本文将介绍在安卓中使用RSA进行加密和解密的实现方法。

二、RSA加密算法原理

RSA加密算法是一种非对称加密算法。它的基本原理是：将一段明文使用公钥加密后，只有拥有私钥的人才能够解密。因为公钥是可以公开的，所以可以将明文使用公钥进行加密后传输，而只有持有私钥的人才能够解密，这样就保证了数据的安全。

RSA加密算法的实现过程大致包括三个步骤：

1. 密钥生成：使用一定算法生成一对公私钥。
2. 加密：使用公钥将明文加密。
3. 解密：使用私钥将密文解密。

三、RSA加密解密实现方法

1. 密钥生成

RSA算法的密钥生成通常有两种方式：自己生成和使用第三方库生成。下面介绍两种方式的实现方法：

1.1 自己生成密钥对

在Java中，可以使用java.security包中的KeyPairGenerator类来生成密钥对。具体实现代码如下所示：

try {
    // 创建KeyPairGenerator对象，指定算法
    KeyPairGenerator keyPairGenerator = KeyPairGenerator.getInstance("RSA");
    
    // 初始化密钥长度
    keyPairGenerator.initialize(1024);

    // 生成密钥对
    KeyPair keyPair = keyPairGenerator.genKeyPair();

    // 获取公钥和私钥
    PublicKey publicKey = keyPair.getPublic();
    PrivateKey privateKey = keyPair.getPrivate();
} catch (NoSuchAlgorithmException e) {
    e.printStackTrace();
}

1.2 使用第三方库生成密钥对

另外一种生成密钥对的方式是使用第三方库，例如BC库。BC库是对java.security包的扩展，提供了更加强大的加密功能。具体实现代码如下所示：

try {
    // 使用BC库
    Security.addProvider(new BouncyCastleProvider());

    // 创建KeyPairGenerator对象，指定算法
    KeyPairGenerator keyPairGenerator = KeyPairGenerator.getInstance("RSA", "BC");

    // 初始化密钥长度
    keyPairGenerator.initialize(1024);

    // 生成密钥对
    KeyPair keyPair = keyPairGenerator.genKeyPair();

    // 获取公钥和私钥
    PublicKey publicKey = keyPair.getPublic();
    PrivateKey privateKey = keyPair.getPrivate();
} catch (NoSuchAlgorithmException | NoSuchProviderException e) {
    e.printStackTrace();
}

2. 加密

在Android中可以使用Cipher类进行加密，该类提供了加密和解密的功能。加密过程通常分为以下四个步骤：

1. 初始化 Cipher 对象
2. 用公钥初始化 Cipher 对象，设置为加密模式
3. 传入需要加密的数据，进行加密处理
4. 得到加密后的密文

具体实现代码如下所示：

public static String encrypt(String publicKeyString, String plainText) {
    try {
        // 将公钥字符串转换为PublicKey对象
        byte[] publicKeyBytes = Base64.decode(publicKeyString, Base64.DEFAULT);
        KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance("RSA");
        X509EncodedKeySpec keySpec = new X509EncodedKeySpec(publicKeyBytes);
        PublicKey publicKey = keyFactory.generatePublic(keySpec);

        // 创建Cipher对象，指定算法
        Cipher cipher = Cipher.getInstance("RSA/None/PKCS1Padding");

        // 用公钥初始化Cipher对象，设置为加密模式
        cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, publicKey);

        // 传入需要加密的数据，进行加密处理
        byte[] plainBytes = plainText.getBytes();
        byte[] cipherBytes = cipher.doFinal(plainBytes);

        // 得到加密后的密文，进行Base64编码
        return Base64.encodeToString(cipherBytes, Base64.DEFAULT);
    } catch (NoSuchAlgorithmException | NoSuchPaddingException | InvalidKeySpecException |
            InvalidKeyException | BadPaddingException | IllegalBlockSizeException e) {
        e.printStackTrace();
    }

    return null;
}

3. 解密

解密过程与加密过程类似，同样分为以下四个步骤：

1. 初始化 Cipher 对象
2. 用私钥初始化 Cipher 对象，设置为解密模式
3. 传入需要解密的数据，进行解密处理
4. 得到解密后的明文

具体实现代码如下所示：

public static String decrypt(String privateKeyString, String cipherText) {
    try {
        // 将私钥字符串转换为PrivateKey对象
        byte[] privateKeyBytes = Base64.decode(privateKeyString, Base64.DEFAULT);
        KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance("RSA");
        PKCS8EncodedKeySpec keySpec = new PKCS8EncodedKeySpec(privateKeyBytes);
        PrivateKey privateKey = keyFactory.generatePrivate(keySpec);

        // 创建Cipher对象，指定算法
        Cipher cipher = Cipher.getInstance("RSA/None/PKCS1Padding");

        // 用私钥初始化Cipher对象，设置为解密模式
        cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, privateKey);

        // 传入需要解密的数据，进行解密处理
        byte[] cipherBytes = Base64.decode(cipherText, Base64.DEFAULT);
        byte[] plainBytes = cipher.doFinal(cipherBytes);

        // 得到解密后的明文
        return new String(plainBytes);
    } catch (NoSuchAlgorithmException | NoSuchPaddingException | InvalidKeySpecException |
            InvalidKeyException | BadPaddingException | IllegalBlockSizeException e) {
        e.printStackTrace();
    }

    return null;
}

四、总结

本文介绍了在安卓中使用RSA进行加密和解密的实现方法。通过对RSA加密算法的原理进行详细介绍，并给出了自己生成密钥对和使用第三方库生成密钥对的两种方式，介绍了加密和解密的实现方法。希望本文对读者在安卓开发中加密传输敏感数据有所帮助。