Android网络传输中必用的两个加密算法:MD5 和 RSA (附java完成测试代码)

MD5和RSA是网络传输中最常用的两个算法，了解这两个算法原理后就能大致知道加密是怎么一回事了。但这两种算法使用环境有差异，刚好互补。

一、MD5算法

首先MD5是不可逆的，只能加密而不能解密。比如明文是yanzi1225627,得到MD5加密后的字符串是:14F2AE15259E2C276A095E7394DA0CA9  但不能由后面一大串倒推出yanzi1225627.因此可以用来存储用户输入的密码在服务器上。现在下载文件校验文件是否中途被篡改也是用的它，原理参见：http://blog.csdn.net/forgotaboutgirl/article/details/7258109 无论在Android上还是pc上用java实现MD5都比较容易，因为java已经把它做到了java.security.MessageDigest里。下面是一个MD5Util.java类：

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1. <span style="font-family:Comic Sans MS;font-size:18px;">package org.md5.util;  
2.   
3. import java.security.MessageDigest;  
4. public class MD5Util {  
5.     public final static String getMD5String(String s) {  
6.         char hexDigits[] = { ‘0‘, ‘1‘, ‘2‘, ‘3‘, ‘4‘,  
7.                 ‘5‘, ‘6‘, ‘7‘, ‘8‘, ‘9‘,  
8.                 ‘A‘, ‘B‘, ‘C‘, ‘D‘, ‘E‘, ‘F‘ };  
9.         try {  
10.             byte[] btInput = s.getBytes();  
11.             //获得MD5摘要算法的 MessageDigest 对象  
12.             MessageDigest mdInst = MessageDigest.getInstance("MD5");  
13.             //使用指定的字节更新摘要  
14.             mdInst.update(btInput);  
15.             //获得密文  
16.             byte[] md = mdInst.digest();  
17.             //把密文转换成十六进制的字符串形式  
18.             int j = md.length;  
19.             char str[] = new char[j * 2];  
20.             int k = 0;  
21.             for (int i = 0; i < j; i++) {  
22.                 byte byte0 = md[i];  
23.                 str[k++] = hexDigits[byte0 >>> 4 & 0xf];  
24.                 str[k++] = hexDigits[byte0 & 0xf];  
25.             }  
26.             return new String(str);  
27.         }  
28.         catch (Exception e) {  
29.             e.printStackTrace();  
30.             return null;  
31.         }  
32.     }  
33. }</span>  

通过下面两行代码调用:

/************************************MD5加密测试*****************************/
String srcString = "yanzi1225627";
System.out.println("MD5加密后 = " + MD5Util.getMD5String(srcString));

二、RSA加密

RSA是可逆的，一个字符串可以经rsa加密后，经加密后的字符串传到对端如服务器上，再进行解密即可。前提是服务器知道解密的私钥，当然这个私钥最好不要再网络传输。RSA算法描述中需要以下几个变量:

1、p和q 是不相等的，足够大的两个质数。 p和q是保密的

2、n = p*q n是公开的

3、f(n) = (p-1)*(q-1)

4、e 是和f(n)互质的质数

5、计算参数d 

6、经过上面5步计算得到公钥KU=(e,n) 私钥KR=(d,n)

下面两篇文章对此有清晰的描述:

http://wenku.baidu.com/view/e53fbe36a32d7375a417801b.html

http://bank.hexun.com/2009-06-24/118958531.html

下面是java实现RSAUtil.java类:

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1. <span style="font-family:Comic Sans MS;font-size:18px;">package org.rsa.util;  
2.   
3. import javax.crypto.Cipher;  
4. import java.security.*;  
5. import java.security.spec.RSAPublicKeySpec;  
6. import java.security.spec.RSAPrivateKeySpec;  
7. import java.security.spec.InvalidKeySpecException;  
8. import java.security.interfaces.RSAPrivateKey;  
9. import java.security.interfaces.RSAPublicKey;  
10. import java.io.*;  
11. import java.math.BigInteger;  
12.   
13. /** 
14.  * RSA 工具类。提供加密，解密，生成密钥对等方法。 
15.  * 需要到http://www.bouncycastle.org下载bcprov-jdk14-123.jar。 
16.  * RSA加密原理概述   
17.  * RSA的安全性依赖于大数的分解，公钥和私钥都是两个大素数（大于100的十进制位）的函数。   
18.  * 据猜测，从一个密钥和密文推断出明文的难度等同于分解两个大素数的积   
19.  * ===================================================================   
20.  * （该算法的安全性未得到理论的证明）   
21.  * ===================================================================   
22.  * 密钥的产生：   
23.  * 1.选择两个大素数 p,q ,计算 n=p*q;   
24.  * 2.随机选择加密密钥 e ,要求 e 和 (p-1)*(q-1)互质   
25.  * 3.利用 Euclid 算法计算解密密钥 d , 使其满足 e*d = 1(mod(p-1)*(q-1)) (其中 n,d 也要互质)   
26.  * 4:至此得出公钥为 (n,e) 私钥为 (n,d)   
27.  * ===================================================================   
28.  * 加解密方法：   
29.  * 1.首先将要加密的信息 m(二进制表示) 分成等长的数据块 m1,m2,...,mi 块长 s(尽可能大) ,其中 2^s<n   
30.  * 2:对应的密文是： ci = mi^e(mod n)   
31.  * 3:解密时作如下计算： mi = ci^d(mod n)   
32.  * ===================================================================   
33.  * RSA速度   
34.  * 由于进行的都是大数计算，使得RSA最快的情况也比DES慢上100倍，无论 是软件还是硬件实现。   
35.  * 速度一直是RSA的缺陷。一般来说只用于少量数据 加密。  
36.  *文件名：RSAUtil.java<br> 
37.  *@author 董利伟<br> 
38.  *版本:<br> 
39.  *描述：<br> 
40.  *创建时间:2008-9-23 下午09:58:16<br> 
41.  *文件描述：<br> 
42.  *修改者：<br> 
43.  *修改日期：<br> 
44.  *修改描述：<br> 
45.  */  
46. public class RSAUtil {  
47.   
48.     //密钥对  
49.     private KeyPair keyPair = null;  
50.       
51.     /** 
52.      * 初始化密钥对 
53.      */  
54.     public RSAUtil(){  
55.         try {  
56.             this.keyPair = this.generateKeyPair();  
57.         } catch (Exception e) {  
58.             e.printStackTrace();  
59.         }  
60.     }  
61.       
62.     /** 
63.     * 生成密钥对 
64.     * @return KeyPair 
65.     * @throws Exception 
66.     */  
67.     private KeyPair generateKeyPair() throws Exception {  
68.         try {  
69.             KeyPairGenerator keyPairGen = KeyPairGenerator.getInstance("RSA",new org.bouncycastle.jce.provider.BouncyCastleProvider());  
70.             //这个值关系到块加密的大小，可以更改，但是不要太大，否则效率会低  
71.             final int KEY_SIZE = 1024;  
72.             keyPairGen.initialize(KEY_SIZE, new SecureRandom());  
73.             KeyPair keyPair = keyPairGen.genKeyPair();  
74.             return keyPair;  
75.         } catch (Exception e) {  
76.             throw new Exception(e.getMessage());  
77.         }  
78.       
79.     }  
80.   
81.     /** 
82.     * 生成公钥 
83.     * @param modulus 
84.     * @param publicExponent 
85.     * @return RSAPublicKey 
86.     * @throws Exception 
87.     */  
88.     private RSAPublicKey generateRSAPublicKey(byte[] modulus, byte[] publicExponent) throws Exception {  
89.       
90.         KeyFactory keyFac = null;  
91.         try {  
92.             keyFac = KeyFactory.getInstance("RSA", new org.bouncycastle.jce.provider.BouncyCastleProvider());  
93.         } catch (NoSuchAlgorithmException ex) {  
94.         throw new Exception(ex.getMessage());  
95.         }  
96.         RSAPublicKeySpec pubKeySpec = new RSAPublicKeySpec(new BigInteger(modulus), new BigInteger(publicExponent));  
97.         try {  
98.             return (RSAPublicKey) keyFac.generatePublic(pubKeySpec);  
99.         } catch (InvalidKeySpecException ex) {  
100.             throw new Exception(ex.getMessage());  
101.         }  
102.       
103.     }  
104.   
105.     /** 
106.     * 生成私钥 
107.     * @param modulus 
108.     * @param privateExponent 
109.     * @return RSAPrivateKey 
110.     * @throws Exception 
111.     */  
112.     private RSAPrivateKey generateRSAPrivateKey(byte[] modulus, byte[] privateExponent) throws Exception {  
113.         KeyFactory keyFac = null;  
114.         try {  
115.             keyFac = KeyFactory.getInstance("RSA", new org.bouncycastle.jce.provider.BouncyCastleProvider());  
116.         } catch (NoSuchAlgorithmException ex) {  
117.             throw new Exception(ex.getMessage());  
118.         }  
119.         RSAPrivateKeySpec priKeySpec = new RSAPrivateKeySpec(new BigInteger(modulus), new BigInteger(privateExponent));  
120.         try {  
121.             return (RSAPrivateKey) keyFac.generatePrivate(priKeySpec);  
122.         } catch (InvalidKeySpecException ex) {  
123.             throw new Exception(ex.getMessage());  
124.         }  
125.     }  
126.   
127.     /** 
128.     * 加密 
129.     * @param key 加密的密钥 
130.     * @param data 待加密的明文数据 
131.     * @return 加密后的数据 
132.     * @throws Exception 
133.     */  
134.     public byte[] encrypt(Key key, byte[] data) throws Exception {  
135.         try {  
136.             Cipher cipher = Cipher.getInstance("RSA", new org.bouncycastle.jce.provider.BouncyCastleProvider());  
137.             cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key);  
138.             //获得加密块大小，如:加密前数据为128个byte，而key_size=1024 加密块大小为127 byte,加密后为128个byte;  
139.             //因此共有2个加密块，第一个127 byte第二个为1个byte  
140.             int blockSize = cipher.getBlockSize();  
141.             int outputSize = cipher.getOutputSize(data.length);//获得加密块加密后块大小  
142.             int leavedSize = data.length % blockSize;  
143.             int blocksSize = leavedSize != 0 ? data.length / blockSize + 1 : data.length / blockSize;  
144.             byte[] raw = new byte[outputSize * blocksSize];  
145.             int i = 0;  
146.             while (data.length - i * blockSize > 0) {  
147.                 if (data.length - i * blockSize > blockSize)  
148.                 cipher.doFinal(data, i * blockSize, blockSize, raw, i * outputSize);  
149.                 else  
150.                 cipher.doFinal(data, i * blockSize, data.length - i * blockSize, raw, i * outputSize);  
151.                 //这里面doUpdate方法不可用，查看源代码后发现每次doUpdate后并没有什么实际动作除了把byte[]放到ByteArrayOutputStream中  
152.                 //，而最后doFinal的时候才将所有的byte[]进行加密，可是到了此时加密块大小很可能已经超出了OutputSize所以只好用dofinal方法。  
153.                 i++;  
154.             }  
155.             return raw;  
156.         } catch (Exception e) {  
157.         throw new Exception(e.getMessage());  
158.         }  
159.     }  
160.   
161.     /** 
162.     * 解密 
163.     * @param key 解密的密钥 
164.     * @param raw 已经加密的数据 
165.     * @return 解密后的明文 
166.     * @throws Exception 
167.     */  
168.     public byte[] decrypt(Key key, byte[] raw) throws Exception {  
169.         try {  
170.             Cipher cipher = Cipher.getInstance("RSA", new org.bouncycastle.jce.provider.BouncyCastleProvider());  
171.             cipher.init(cipher.DECRYPT_MODE, key);  
172.             int blockSize = cipher.getBlockSize();  
173.             ByteArrayOutputStream bout = new ByteArrayOutputStream(64);  
174.             int j = 0;  
175.             while (raw.length - j * blockSize > 0) {  
176.                 bout.write(cipher.doFinal(raw, j * blockSize, blockSize));  
177.                 j++;  
178.             }  
179.             return bout.toByteArray();  
180.         } catch (Exception e) {  
181.             throw new Exception(e.getMessage());  
182.         }  
183.     }  
184.       
185.     /** 
186.      * 返回公钥 
187.      * @return 
188.      * @throws Exception  
189.      */  
190.     public RSAPublicKey getRSAPublicKey() throws Exception{  
191.           
192.         //获取公钥  
193.         RSAPublicKey pubKey = (RSAPublicKey) keyPair.getPublic();  
194.         //获取公钥系数(字节数组形式)  
195.         byte[] pubModBytes = pubKey.getModulus().toByteArray();  
196.         //返回公钥公用指数(字节数组形式)  
197.         byte[] pubPubExpBytes = pubKey.getPublicExponent().toByteArray();  
198.         //生成公钥  
199.         RSAPublicKey recoveryPubKey = this.generateRSAPublicKey(pubModBytes,pubPubExpBytes);  
200.         return recoveryPubKey;  
201.     }  
202.       
203.     /** 
204.      * 获取私钥 
205.      * @return 
206.      * @throws Exception  
207.      */  
208.     public RSAPrivateKey getRSAPrivateKey() throws Exception{  
209.           
210.         //获取私钥  
211.         RSAPrivateKey priKey = (RSAPrivateKey) keyPair.getPrivate();  
212.         //返回私钥系数(字节数组形式)  
213.         byte[] priModBytes = priKey.getModulus().toByteArray();  
214.         //返回私钥专用指数(字节数组形式)  
215.         byte[] priPriExpBytes = priKey.getPrivateExponent().toByteArray();  
216.         //生成私钥  
217.         RSAPrivateKey recoveryPriKey = this.generateRSAPrivateKey(priModBytes,priPriExpBytes);  
218.         return recoveryPriKey;  
219.     }  
220.       
221.       
222.   
223. }  
224. </span>  

测试代码:

/****************************RSA加密解密测试********************************/
try {
RSAUtil rsa = new RSAUtil();
String str = "yanzi1225627";
RSAPublicKey pubKey = rsa.getRSAPublicKey();
RSAPrivateKey priKey = rsa.getRSAPrivateKey();
byte[] enRsaBytes = rsa.encrypt(pubKey,str.getBytes());
String enRsaStr = new String(enRsaBytes, "UTF-8");
System.out.println("加密后==" + enRsaStr);
System.out.println("解密后==" + new String(rsa.decrypt(priKey, rsa.encrypt(pubKey,str.getBytes()))));
} catch (Exception e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}

下面是执行结果:

加密后==s?ko?1@lo????BJ?iE???1Ux?Kx&??=??n
O? ?l?>?????2r?y??8v- \A??`????r?t3?-3y?hjL?M??Se?Z???????~?"??e
??XZ?苜?
解密后==yanzi1225627

上面代码需要用到一个包rsa.jar,下载链接及上面的测试代码我已打包，下载链接见下：

http://download.csdn.net/detail/yanzi1225627/7382263