使用RSA进行信息加密解密的WebService示例

 

按：以下文字涉及RSA对WebService传递的数据的加密解密，如果您已经熟知RSA或是有其它更好的方法请不要往下看以免浪费时间.

WebService采用的协议是SOAP，它基于HTTP，而HTTP是明文方式，也就是说，采用WebService传递的数据是明文的。如果是天气预报这种公开的只读信息的WebService无所谓，如果涉及写入或是和私密数据相关，那么明文传递就有很大的潜在危险性，必须加以遏止。

一般来说有两种方法，一是采用https加密的方式，另一种是用非对称加密算法对数据加密，下文提到的RSA就是第二种。

使用RSA对WebService传递的信息加密解密的基本思想是：服务器端提供一个WebService方法byte[] getServerPublicKey()，客户端可以以此得到服务器端的公钥，然后使用服务器端的公钥对要传出去的数据进行RSA加密，并附带以自己的公钥；服务器端得到客户端的请求后，先用自己的私钥解密客户端送来的数据，得到处理结果后用客户端提供的公钥加密，然后传回；客户端得到服务器端的返回数据后，用自己的私钥进行解密，最终得到了服务器端的真实数据。服务器端和客户端各自保存自己的RSA私钥用于解密，提供给对方RSA公钥进行加密，这样中间传递的信息就安全了。

加密解密示意顺序图：


下面是服务器端实现类的代码：

package com.heyang;


public class ServiceImpl implements IService{
    @Override
    public byte[] getResonse(byte[] params, byte[] clientPublicKey) {
        try {
            // 使用自己的私钥解密客户端用服务器端公钥加密的数据
            String decryptString=SecurityUtil.getCoder().getDecryptString(params);
            
            // 要返回的结果
            String response="你好！"+decryptString;
            
            // 使用客户端提供的公钥对返回的数据进行加密
            byte[] retval=SecurityUtil.getCoder().getEncryptArray(response, clientPublicKey);
            
            return retval;
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
            
            return null;
        }
    }

    @Override
    public byte[] getServerPublicKey() {
        return SecurityUtil.getCoder().getPublicKey();
    }
}

客户端调用服务器端的代码：

package com.heyang;

import org.codehaus.xfire.XFireFactory;
import org.codehaus.xfire.client.XFireProxyFactory;
import org.codehaus.xfire.service.Service;
import org.codehaus.xfire.service.binding.ObjectServiceFactory;

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Service srvcModel = new ObjectServiceFactory().create(IService.class);
        XFireProxyFactory factory = new XFireProxyFactory(XFireFactory
                .newInstance().getXFire());

        String helloWorldURL = "http://localhost:8080/XfireSample/services/hello";
        try {
            IService srvc = (IService) factory.create(srvcModel, helloWorldURL);

            // 得到服务器端的公钥
            byte[] serverPublicKey=srvc.getServerPublicKey();
            System.out.print("从服务器端得到的公钥为:");
            for(byte b:serverPublicKey){
                System.out.print(b);
            }
            System.out.println();
            
            
            RSASecurityCoder coder=SecurityUtil.getCoder();
            String requestString="世界";
            
            // 使用服务器端的公钥对要传出去的数据进行加密
            byte[] params=coder.getEncryptArray(requestString, serverPublicKey);
            
            // 得到服务器端的返回结果
            byte[] responseArray=srvc.getResonse(params, coder.getPublicKey());
            
            // 使用自己的私钥进行解密
            String responseString=coder.getDecryptString(responseArray);
            System.out.println("从服务器端返回的字符串结果是:"+responseString);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

输出的结果为：

从服务器端得到的公钥为:48-127-9748136942-12272-122-913111503-127-115048-127-1192-127-1270-575108-121578675121-687-32-1165359-2586-50-127114-24-6769-17-128115114982868-11550-121-111-69-494021-48-22-5844-37-8645-115-125-984651-344761-117-7875-34115-101-119164666123-4211-13-103-62-30-587926842-12338-32-91-24-75-1177128103-12-71108-121-122112-712-1089753-2691-7863-6385-41-10210782-8784120344-69-90474108-3661-47089-1261812510046-123-3910723101
从服务器端返回的字符串结果是:你好！世界

服务器端和客户端使用的RSA加密解密类代码：

package com.heyang;

import java.security.KeyFactory;
import java.security.KeyPair;
import java.security.KeyPairGenerator;
import java.security.PrivateKey;
import java.security.PublicKey;
import java.security.interfaces.RSAPrivateKey;
import java.security.interfaces.RSAPublicKey;
import java.security.spec.PKCS8EncodedKeySpec;
import java.security.spec.X509EncodedKeySpec;

import javax.crypto.Cipher;

/**
 * RSA加密解密类
 * 说明：
 * 作者：何杨([e-mail])
 * 创建时间：2010-12-1 下午06:14:38
 * 修改时间：2010-12-1 下午06:14:38
 */
public class RSASecurityCoder{
    // 非对称加密密钥算法
    private static final String Algorithm="RSA";
    
    // 密钥长度，用来初始化
    private static final int Key_Size=1024;
    
    // 公钥
    private final byte[] publicKey;
    
    // 私钥
    private final byte[] privateKey;
    
    /**
     * 构造函数，在其中生成公钥和私钥
     * @throws Exception
     */
    public RSASecurityCoder() throws Exception{
        // 得到密钥对生成器
        KeyPairGenerator kpg=KeyPairGenerator.getInstance(Algorithm);
        kpg.initialize(Key_Size);
        
        // 得到密钥对
        KeyPair kp=kpg.generateKeyPair();
        
        // 得到公钥
        RSAPublicKey keyPublic=(RSAPublicKey)kp.getPublic();
        publicKey=keyPublic.getEncoded();
        
        // 得到私钥
        RSAPrivateKey keyPrivate=(RSAPrivateKey)kp.getPrivate();
        privateKey=keyPrivate.getEncoded();
    }
    
    /**
     * 用公钥对字符串进行加密
     * 
     * 说明：
     * @param originalString
     * @param publicKeyArray
     * @return
     * @throws Exception
     * 创建时间：2010-12-1 下午06:29:51
     */
    public byte[] getEncryptArray(String originalString,byte[] publicKeyArray) throws Exception{
        // 得到公钥
        X509EncodedKeySpec keySpec=new X509EncodedKeySpec(publicKeyArray);
        KeyFactory kf=KeyFactory.getInstance(Algorithm);
        PublicKey keyPublic=kf.generatePublic(keySpec);
        
        // 加密数据
        Cipher cp=Cipher.getInstance(Algorithm);
        cp.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, keyPublic);
        return cp.doFinal(originalString.getBytes());
    }
    
    
    /**
     * 使用私钥进行解密
     * 
     * 说明：
     * @param encryptedDataArray
     * @return
     * @throws Exception
     * 创建时间：2010-12-1 下午06:35:28
     */
    public String getDecryptString(byte[] encryptedDataArray) throws Exception{
        // 得到私钥
        PKCS8EncodedKeySpec keySpec=new PKCS8EncodedKeySpec(privateKey);
        KeyFactory kf=KeyFactory.getInstance(Algorithm);
        PrivateKey keyPrivate=kf.generatePrivate(keySpec);
        
        // 解密数据
        Cipher cp=Cipher.getInstance(Algorithm);
        cp.init(Cipher.DECRYPT_MODE, keyPrivate);
        byte[] arr=cp.doFinal(encryptedDataArray);
        
        // 得到解密后的字符串
        return new String(arr);
    }

    public byte[] getPublicKey() {
        return publicKey;
    }
    
    public static void main(String[] arr) throws Exception{
        String str="你好，世界！ Hello,world!";
        System.out.println("准备用公钥加密的字符串为："+str);
        
        // 用公钥加密
        RSASecurityCoder rsaCoder=new RSASecurityCoder();
        byte[] publicKey=rsaCoder.getPublicKey();        
        byte[] encryptArray=rsaCoder.getEncryptArray(str, publicKey);
        
        System.out.print("用公钥加密后的结果为:");
        for(byte b:encryptArray){
            System.out.print(b);
        }
        System.out.println();
        
        // 用私钥解密
        String str1=rsaCoder.getDecryptString(encryptArray);
        System.out.println("用私钥解密后的字符串为："+str1);
    }
}

用于初始化RSASecurityCoder实例的SecurityUtil类代码：

package com.heyang;

/**
 * 信息安全实用类
 * 说明：
 * 作者：何杨([e-mail])
 * 创建时间：2010-12-2 上午10:57:49
 * 修改时间：2010-12-2 上午10:57:49
 */
public class SecurityUtil{
    // 用于加密解密的RSA编码类
    private static RSASecurityCoder coder;
    
    /**
     * 初始化coder的静态构造子
     */
    static{
        try {
            coder=new RSASecurityCoder();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    public static RSASecurityCoder getCoder() {
        return coder;
    }
}

您可以从http://www.box.net/shared/cyg98xgz78 获得上述代码涉及到的两个实例工程。

好了，感谢您看到这里，希望此文字没有耽误您太多宝贵时间。