使用 Java 原生或 Hutool 工具包编写非对称加解密的工具类

1、什么是非对称加密

使用一对（2个）密钥：一个用于加密信息，另一个则用于解密信息。有“公钥（Public Key）”和“私钥（Private Key）”之分。

非对称加密的“公钥”和“私钥”是成对出现（就像“梁山伯”与“祝英台”一样，世界上独一无二的一对），需要使用工具一起同时生成。但是通过公钥推算不出私钥是什么，同样的，通过私钥也推算不出公钥长什么样（“梁山伯”丢失了那“祝英台”也失去意义）。

按照密钥依据性质划分，将其中的一个向外界公开，称为公钥；另一个则自己保留，称为私钥。

大多数情况下，公钥(Public key)用于数据加密，私钥(Private key)用于数据解密。但是并不是绝对的。也就是说：可以使用公钥加密数据，然后使用私钥解密数据。也可以使用私钥加密数据，然后使用公钥解密数据。

但是：

1、私钥加密的数据，只能对应的公钥才能解密出来，私钥自己无法解密。

2、公钥加密的数据，也是只有对应的私钥才能解密出来，公钥自己也无法解密。

 

2、使用 Java 原生编写非对称加解密工具类

package com.study.util;import java.security.*;
import javax.crypto.*;
import java.security.spec.PKCS8EncodedKeySpec;
import java.security.spec.X509EncodedKeySpec;
import java.util.Base64;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;/*** @author CSDN 流放深圳* @description Java原生的非对称加密工具类* @create 2024-04-13 12:30* @since 1.0.0*/
public class NativeSecurityUtil {/*** 生成一对公钥&私钥（仅供测试使用，实际应用上只能生成一次，然后把公钥和私钥保存下来。切忌在业务中每次都调用此方法，否则造成秘钥丢失，数据不可解密！！！）* @return*/public static Map<String, String> generateKey() {Map<String, String> map = new HashMap<>();try{// 生成密钥对KeyPairGenerator keyPairGenerator = KeyPairGenerator.getInstance("RSA");keyPairGenerator.initialize(1024); // 设置密钥长度为 1024 位KeyPair keyPair = keyPairGenerator.generateKeyPair();PublicKey publicObj = keyPair.getPublic();PrivateKey privateObj = keyPair.getPrivate();String publicKey = Base64.getEncoder().encodeToString(publicObj.getEncoded());String privateKey = Base64.getEncoder().encodeToString(privateObj.getEncoded());map.put("publicKey", publicKey);map.put("privateKey", privateKey);}catch (Exception e){e.printStackTrace();}return map;}/****************************** 【方式一：私钥加密 & 公钥解密】  ***********************************************//*** 【方式一】私钥加密** @param str        待加密字符串* @param privateKey 私钥* @return*/public static String encryptByPrivateKey(String str, String privateKey) {String result = null;try{byte[] encoded = Base64.getDecoder().decode(privateKey);PKCS8EncodedKeySpec privateKeySpec = new PKCS8EncodedKeySpec(encoded);KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance("RSA");PrivateKey privateObj = keyFactory.generatePrivate(privateKeySpec);Cipher cipherForEncryption = Cipher.getInstance("RSA");cipherForEncryption.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, privateObj);//要加密的字符串转为 byte 类型byte[] originalBytes = str.getBytes("UTF-8");byte[] encryptedBytes = cipherForEncryption.doFinal(originalBytes);result = Base64.getEncoder().encodeToString(encryptedBytes);}catch (Exception e){e.printStackTrace();}return result;}/*** 【方式一】公钥解密** @param str       待解密字符串* @param publicKey 公钥* @return*/public static String decryptByPublicKey(String str, String publicKey) {String result = null;try{byte[] encoded = Base64.getDecoder().decode(publicKey);X509EncodedKeySpec publicKeySpec = new X509EncodedKeySpec(encoded);KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance("RSA");PublicKey publicObj = keyFactory.generatePublic(publicKeySpec);Cipher cipherForDecryption = Cipher.getInstance("RSA");cipherForDecryption.init(Cipher.DECRYPT_MODE, publicObj);byte[] decryptedBytes = cipherForDecryption.doFinal(Base64.getDecoder().decode(str));result = new String(decryptedBytes, "UTF-8");}catch (Exception e){e.printStackTrace();}return result;}/****************************** 【方式二：公钥加密 & 私钥解密】  ***********************************************//*** 【方式二】公钥加密* @param str* @param publicKey* @return*/public static String encryptByPublicKey(String str, String publicKey) {String result = null;try{byte[] encoded = Base64.getDecoder().decode(publicKey);X509EncodedKeySpec publicKeySpec = new X509EncodedKeySpec(encoded);KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance("RSA");PublicKey publicObj = keyFactory.generatePublic(publicKeySpec);Cipher cipherForEncryption = Cipher.getInstance("RSA");cipherForEncryption.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, publicObj);//要加密的字符串转为 byte 类型byte[] originalBytes = str.getBytes("UTF-8");byte[] encryptedBytes = cipherForEncryption.doFinal(originalBytes);result = Base64.getEncoder().encodeToString(encryptedBytes);}catch (Exception e){e.printStackTrace();}return result;}/*** 【方式二】私钥解密* @param str* @param privateKey* @return*/public static String decryptByPrivateKey(String str, String privateKey) {String result = null;try{byte[] encoded = Base64.getDecoder().decode(privateKey);PKCS8EncodedKeySpec privateKeySpec = new PKCS8EncodedKeySpec(encoded);KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance("RSA");PrivateKey privateObj = keyFactory.generatePrivate(privateKeySpec);Cipher cipherForDecryption = Cipher.getInstance("RSA");cipherForDecryption.init(Cipher.DECRYPT_MODE, privateObj);byte[] decryptedBytes = cipherForDecryption.doFinal(Base64.getDecoder().decode(str));result = new String(decryptedBytes, "UTF-8");}catch (Exception e){e.printStackTrace();}return result;}/*** 测试* @param args*/public static void main(String[] args) {//首先生成一对公钥&私钥，记得保存下来Map<String, String> map = generateKey();String privateKey = map.get("privateKey");String publicKey = map.get("publicKey");System.out.println("私钥 privateKey=" + privateKey);System.out.println("公钥 publicKey=" + publicKey);String str = "CSDN流放深圳666";System.out.println("测试字符串=" + str);System.out.println("*********************** 【方式一：私钥加密 & 公钥解密】 *************************");String encrypt = encryptByPrivateKey(str, privateKey);System.out.println("【方式一】私钥加密结果 encrypt=" + encrypt);String decrypt = decryptByPublicKey(encrypt, publicKey);System.out.println("【方式一】公钥解密结果 decrypt=" + decrypt);System.out.println("*********************** 【方式二：公钥加密 & 私钥解密】 *************************");String encrypt222 = encryptByPublicKey(str, publicKey);System.out.println("【方式二】公钥加密结果 encrypt222=" + encrypt222);String decrypt222 = decryptByPrivateKey(encrypt222, privateKey);System.out.println("【方式二】私钥解密结果 decrypt222=" + decrypt222);}
}

测试结果：

私钥 privateKey=MIICdwIBADANBgkqhkiG9w0BAQEFAASCAmEwggJd【因数据太长，省略掉后面的结果】
公钥 publicKey=MIGfMA0GCSqGSIb3DQEBAQUAA4GNADCBiQKBgQC5b【因数据太长，省略掉后面的结果】
测试字符串=CSDN流放深圳666
*********************** 【方式一：私钥加密 & 公钥解密】 *************************
【方式一】私钥加密结果 encrypt=Zx5loAwOM2C2mxHz8Yz/rn0e9+/y/9OX【因数据太长，省略掉后面的结果】
【方式一】公钥解密结果 decrypt=CSDN流放深圳666
*********************** 【方式二：公钥加密 & 私钥解密】 *************************
【方式二】公钥加密结果 encrypt222=H7dL/HArwa7QqXT8+hi25pC69w【因数据太长，省略掉后面的结果】
【方式二】私钥解密结果 decrypt222=CSDN流放深圳666

3、使用 Hutool 工具包编写非对称加解密工具类

这里演示的是 hutool 最新工具包 5.8.27（2024年4月13日）的工具类。hutool 工具包有很多组件，可以查看官网：https://hutool.cn/docs/#/?id=%f0%9f%93%9a%e7%ae%80%e4%bb%8b

模块介绍
hutool-aopJDK动态代理封装，提供非IOC下的切面支持
hutool-bloomFilter布隆过滤，提供一些Hash算法的布隆过滤
hutool-cache简单缓存实现
hutool-core核心，包括Bean操作、日期、各种Util等
hutool-cron定时任务模块，提供类Crontab表达式的定时任务
hutool-crypto加密解密模块，提供对称、非对称和摘要算法封装
hutool-dbJDBC封装后的数据操作，基于ActiveRecord思想
hutool-dfa基于DFA模型的多关键字查找
hutool-extra扩展模块，对第三方封装（模板引擎、邮件、Servlet、二维码、Emoji、FTP、分词等）
hutool-http基于HttpUrlConnection的Http客户端封装
hutool-log自动识别日志实现的日志门面
hutool-script脚本执行封装，例如Javascript
hutool-setting功能更强大的Setting配置文件和Properties封装
hutool-system系统参数调用封装（JVM信息等）
hutool-jsonJSON实现
hutool-captcha图片验证码实现
hutool-poi针对POI中Excel和Word的封装
hutool-socket基于Java的NIO和AIO的Socket封装
hutool-jwtJSON Web Token (JWT)封装实现

可以根据需求对每个模块单独引入，也可以通过引入 hutool-all 方式引入所有模块。 

pom.xml 依赖

        <!-- hutool 加解密工具包 https://mvnrepository.com/artifact/cn.hutool/hutool-crypto --><dependency><groupId>cn.hutool</groupId><artifactId>hutool-crypto</artifactId><version>5.8.27</version></dependency>

代码示例：

package com.study.util;import cn.hutool.core.util.CharsetUtil;
import cn.hutool.core.util.StrUtil;
import cn.hutool.crypto.asymmetric.KeyType;
import cn.hutool.crypto.asymmetric.RSA;import java.util.HashMap;
import java.util.Map;/*** @author CSDN 流放深圳* @description Hutool 非对称加解密工具类* @create 2024-04-13 12:50* 参考链接：https://hutool.cn/docs/#/crypto/非对称加密-AsymmetricCrypto?id=%e4%bb%8b%e7%bb%8d* @since 1.0.0*/
public class HutoolSecurityUtil {/****************************** 【方式一：私钥加密 & 公钥解密】  ***********************************************//*** 【方式一】私钥加密** @param str        待加密字符串* @param privateKey 私钥* @return*/public static String encryptByPrivateKey(String str, String privateKey) {if (StrUtil.isEmpty(str)) return null;RSA rsa = new RSA(privateKey, null);return rsa.encryptBase64(str, KeyType.PrivateKey);}/*** 【方式一】公钥解密** @param str       待解密字符串* @param publicKey 公钥* @return*/public static String decryptByPublicKey(String str, String publicKey) {if (StrUtil.isEmpty(str)) return null;RSA rsa = new RSA(null, publicKey);byte[] decrypt = rsa.decrypt(str, KeyType.PublicKey);return StrUtil.str(decrypt, CharsetUtil.CHARSET_UTF_8);}/****************************** 【方式二：公钥加密 & 私钥解密】  ***********************************************//*** 【方式二】公钥加密* @param str* @param publicKey* @return*/public static String encryptByPublicKey(String str, String publicKey) {if (StrUtil.isEmpty(str)) return null;RSA rsa = new RSA(null, publicKey);return rsa.encryptBase64(str, KeyType.PublicKey);}/*** 【方式二】私钥解密* @param str* @param privateKey* @return*/public static String decryptByPrivateKey(String str, String privateKey) {if (StrUtil.isEmpty(str)) return null;RSA rsa = new RSA(privateKey, null);byte[] decrypt = rsa.decrypt(str, KeyType.PrivateKey);return StrUtil.str(decrypt, CharsetUtil.CHARSET_UTF_8);}/*** 测试** @param args*/public static void main(String[] args) {//首先生成一对公钥&私钥，记得保存下来Map<String, String> map = generateKey();String privateKey = map.get("privateKey");String publicKey = map.get("publicKey");System.out.println("私钥 privateKey=" + privateKey);System.out.println("公钥 publicKey=" + publicKey);String str = "让天下没有难写的代码 Come on baby！";System.out.println("测试字符串=" + str);System.out.println("*********************** 【方式一：私钥加密 & 公钥解密】 *************************");String encrypt = encryptByPrivateKey(str, privateKey);System.out.println("【方式一】私钥加密结果 encrypt=" + encrypt);String decrypt = decryptByPublicKey(encrypt, publicKey);System.out.println("【方式一】公钥解密结果 decrypt=" + decrypt);System.out.println("*********************** 【方式二：公钥加密 & 私钥解密】 *************************");String encrypt222 = encryptByPublicKey(str, publicKey);System.out.println("【方式二】公钥加密结果 encrypt222=" + encrypt222);String decrypt222 = decryptByPrivateKey(encrypt222, privateKey);System.out.println("【方式二】公钥解密结果 decrypt222=" + decrypt222);}/*** 生成一对公钥&私钥（仅供测试使用，实际应用上只能生成一次，然后把公钥和私钥保存下来。切忌在业务中每次都调用此方法，否则造成秘钥丢失，数据不可解密！！！）*/public static Map<String, String> generateKey() {Map<String, String> map = new HashMap<>();RSA rsa = new RSA();String privateKey = rsa.getPrivateKeyBase64();//获得私钥String publicKey = rsa.getPublicKeyBase64();//获得公钥map.put("privateKey", privateKey);map.put("publicKey", publicKey);return map;}}

测试结果：

私钥 privateKey=MIICdgIBADANBgkqhkiG9w0BAQEFAASC【因数据太长，省略掉后面的结果】
公钥 publicKey=MIGfMA0GCSqGSIb3DQEBAQUAA4GNADCBiQ【因数据太长，省略掉后面的结果】
测试字符串=让天下没有难写的代码 Come on baby！
*********************** 【方式一：私钥加密 & 公钥解密】 *************************
【方式一】私钥加密结果 encrypt=lAM1vSIgBzSmck97G/oLeGBiiMkrk【因数据太长，省略掉后面的结果】
【方式一】公钥解密结果 decrypt=让天下没有难写的代码 Come on baby！
*********************** 【方式二：公钥加密 & 私钥解密】 *************************
【方式二】公钥加密结果 encrypt222=U5ETStEvfxFqbAEU+TgCnQNqD+【因数据太长，省略掉后面的结果】
【方式二】公钥解密结果 decrypt222=让天下没有难写的代码 Come on baby！

需要注意的是，使用工具类生成一对公钥和私钥后，需要保存起来，且私钥不能对外泄露，否则后续找不到，直接导致之前的数据无法加解密。

—  end —

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