如何实现RSA签名与验签

  • Z时代
  • 2024-01-10
  • 分类：综合

编程

RSA签名使用起来其实也是非常的简单，无非就是使用私钥进行签名，使用公钥进行验签。使用方法如下。

public class Main {
private static final String private_key = "私钥";
// 私钥为PKCS8格式
private static final String public_key = "公钥";
// 公钥为X509格式，如果提供的是公钥证书，则需要从公钥证书中提取该串
public static void main(String[] args) throws Exception {
        String content = "待签名内容";
IAsymmetricSign rsaSign = SignManage.getSigner("RSA2");
// IAsymmetricSign rsaSign = SignManage.getSigner("RSA");
        // 使用私钥进行签名
String sign = rsaSign.sign(content, "UTF-8", private_key);
System.out.println(sign);
// 使用公钥进行验签
boolean result = rsaSign.verify(content, "UTF-8", public_key, sign);
System.out.println(result);
}
}

 

以下是实现过程：

定义接口：即最终能够对外提供的服务。

public interface IAsymmetricSign {
    String sign(String content, String charset, String privateKey) throws Exception;
    boolean verify(String content, String charset, String publicKey, String sign) throws Exception;
}

 

定义抽象基类，约定子类必须实现doSign方法，doVerify方法，以及getSignAlgorithm方法供基类调用，即子类必须要实现的具体业务方法。

public abstract class BaseAsymmetricSign implements IAsymmetricSign {
private static String DEFAULT_CHARSET = "UTF-8";
@Override
public String sign(String content, String charset, String privateKey) throws Exception {
if (content == null) {
throw new Exception("content不能为空");
}
if (charset == null || charset.isEmpty()) {
            charset = DEFAULT_CHARSET;
}
if (privateKey == null) {
throw new Exception("私钥不能为空");
}
try {
return doSign(content, charset, privateKey);
} catch (Exception e) {
// 抛出异常时应该尽可能多的提供现场信息以供判断错误的原因
throw new Exception("使用" + getSignAlgorithm() + "进行签名时遭遇异常", e);
}
    }
@Override
public boolean verify(String content, String charset, String publicKey, String sign) throws Exception {
if (content == null) {
throw new Exception("content不能为空");
}
if (charset == null || charset.isEmpty()) {
            charset = DEFAULT_CHARSET;
}
if (publicKey == null) {
throw new Exception("公钥不能为空");
}
try {
return doVerify(content,charset,publicKey,sign) ;
} catch (Exception e) {
// 抛出异常时应该尽可能多的提供现场信息以供判断错误的原因
throw new Exception("使用" + getSignAlgorithm() + "进行验签时遭遇异常", e);
}
    }
protected abstract String doSign(String content, String charset, String privateKey) throws Exception;
    protected abstract boolean doVerify(String content, String charset, String publicKey, String sign) throws Exception;
    protected abstract String getSignAlgorithm() ;
}

 

具体实现业务的类1

import java.security.KeyFactory;
import java.security.PrivateKey;
import java.security.PublicKey;
import java.security.Signature;
import java.security.spec.PKCS8EncodedKeySpec;
import java.security.spec.X509EncodedKeySpec;
public class RSA2Sign extends BaseAsymmetricSign {
private static final String sign_algorithm = "SHA256WithRSA";
    private static final String sign_type = "RSA";
@Override
protected String doSign(String content, String charset, String privateKey) throws Exception {
byte[] encodedKey = Base64.decode(privateKey, Base64.NO_WRAP);
KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance(sign_type);
PrivateKey priKey = keyFactory.generatePrivate(new PKCS8EncodedKeySpec(encodedKey));
Signature signature = Signature.getInstance(getSignAlgorithm());
signature.initSign(priKey);
signature.update(content.getBytes(charset));
        byte[] signed = signature.sign();
        return Base64.encodeToString(signed, Base64.NO_WRAP);
}
@Override
protected boolean doVerify(String content, String charset, String publicKey, String sign) throws Exception {
byte[] encodedKey = Base64.decode(publicKey.getBytes(), Base64.NO_WRAP);
KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance(sign_type);
PublicKey pubKey = keyFactory.generatePublic(new X509EncodedKeySpec(encodedKey));
Signature signature = Signature.getInstance(getSignAlgorithm());
signature.initVerify(pubKey);
signature.update(content.getBytes(charset));
        return signature.verify(Base64.decode(sign, Base64.NO_WRAP));
}
@Override
protected String getSignAlgorithm() {
return sign_algorithm;
}
}

 

具体实现业务的类2

public class RSASign extends RSA2Sign{
// 和RSA2签名相比只有  除签名算法名不同以外，签名和验签的使用方法都是一样的
private static final String sign_algorithm = "SHA1WithRSA";
@Override
protected String getSignAlgorithm() {
return sign_algorithm;
}
}

 

具体实现业务的类3， 如何使用国密进行签名可以参考 alipay-sdk-java 中的实现。

public class SMSign extends BaseAsymmetricSign{
// 国密签名未实现
@Override
protected String doSign(String content, String charset, String privateKey) throws Exception {
throw new Exception("暂未实现该签名");
}
@Override
protected boolean doVerify(String content, String charset, String publicKey, String sign) throws Exception {
throw new Exception("暂未实现该签名");
}
@Override
protected String getSignAlgorithm() {
return "SM" ;
}
}

 

工厂类，对外提供签名实例。  其实这里我一直是挺疑惑的，为啥是每个线程new一个实例进行签名和验签，难道上面的实现是非线程安全的么。

public class SignManage {
private SignManage(){}
public static IAsymmetricSign getSigner(String type) throws Exception {
if (type.equals("RSA2")) {
return new RSA2Sign();
}
if (type.equals("RSA")) {
return new RSASign();
}
if (type.equals("sm")) {
return new SMSign();
}
throw new Exception("暂不支持该签名方式");
}
}

 

参考实现：

 

实现还依赖base64编码和解码，网上实现很多，也可以直接copy alipay-sdk-java中的实现。

 

具体的业务实现中需要通信的两方交换公钥。

假设A和B通信 ， A需要生成一对钥匙，然后把公钥提供供B。 B也需要生成一对钥匙，把公钥提供给A。

A给B发消息 ， A使用A的私钥进行签名或者加密，B收到消息后使用A提供的公钥进行验签或者解密。

B给A发消息 ， B使用B的私钥进行签名或者加密，A收到消息后使用B提供的公钥进行验签或者解密。

之所以这么实现是因为私钥是万万不能泄露的。 

同时应该告知对方使用的具体的签名算法。

 

更安全的做法是交换公钥证书，如何生成公钥证书，如何验证公钥证书及从证书中提取公钥等问题下一篇博客进行整理。

生成私钥和公钥，直接使用支付宝开放平台的开发助手工具。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

以上是 如何实现RSA签名与验签 的全部内容， 来源链接： utcz.com/z/515049.html

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