Java 使用RSA在Android中进行加密/解密

注意：由于我是stackoverflow的新成员，并且链接上的声誉受到限制，我将不得不在这里发布大量的代码

编辑：自从我发布这篇文章以来，我已经更新了我的GenyMoon设备和SDK，到目前为止，我已经成功地获得了解密的字节数组，但是有一堆前导零。为了实现这一点，我没有接触过一行代码。我运行应用程序的环境确实有些奇怪

我一直在尝试使用RSA加密和解密随机生成的AES密钥（及其IV），然后在加密服务器和android设备之间传输的数据时使用RSA。我一直在使用Genymotion设备测试我的代码，到目前为止，这就是我遇到这些问题的地方

这段代码已经过测试，以前在桌面上运行过，当我在androidstudio中复制到我的android项目时，问题才开始出现。我在桌面设置中使用了这些加密和解密方法，没有任何问题

我想我确实设法将问题定位在我的RSA加密中，加密了一些文本，但解密后没有得到相同的字节，尽管我不能完全排除其他错误：

private byte[] decrypt(byte[] bytes) throws Exception {
    Cipher cipher = Cipher.getInstance("RSA/None/NoPadding");
    cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, PRIVATE_KEY);
    return cipher.doFinal(bytes);
}

private byte[] encrypt(byte[] bytes) throws Exception {
    Cipher cipher = Cipher.getInstance("RSA/None/NoPadding");
    cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, SERVER_KEY);
    return cipher.doFinal(bytes);
}

//Made this method to test my own keys, and whether or not encryption works
private byte[] encryptMyOwnKey(byte[] bytes) throws Exception {
    Cipher cipher = Cipher.getInstance("RSA/None/NoPadding");
    cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, PUBLIC_KEY);
    return cipher.doFinal(bytes);
}

在构造函数中，我刚刚添加了这段代码，以测试这两个方法

private ServerInterface(Context context) throws IOException {
    //Some not so interesting code goes here
    final KeyPair key = getKeyPair(context);
    PRIVATE_KEY = (RSAPrivateKey) key.getPrivate();
    PUBLIC_KEY = (RSAPublicKey) key.getPublic();
    try {
        //Some dummy text for testing
        byte[] test = decrypt(encryptMyOwnKey("Decryption successful".getBytes()));
        Log.i("ServerInterface", "Test result: "+new String(test));
    } catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
    }
    //More code that isn't interesting
}

用于获取密钥对的方法有：

private static KeyPair getKeyPair(Context context) {
    final File keyFileDirectory = new File(context.getFilesDir(), "rsa/");
    final File publicKeyFile = new File(keyFileDirectory, "sikkr_pub_key");
    final File privateKeyFile = new File(keyFileDirectory, "sikkr_priv_key");
    KeyPair key;

    if (publicKeyFile.exists() && privateKeyFile.exists()) {
        try {
            key = getKeyPairFromFile(publicKeyFile, privateKeyFile);
        } catch (Exception e) {
            key = generateKeyPair(publicKeyFile, privateKeyFile);
        }
    } else {
        key = generateKeyPair(publicKeyFile, privateKeyFile);
    }
    return key;
}

private static KeyPair getKeyPairFromFile(File publicKeyFile, File privateKeyFile) throws Exception {
    Log.d("ServerInterface", "Getting the key pair from file");
    byte[] publicKey = readByteDataFromFile(publicKeyFile);
    byte[] privateKey = readByteDataFromFile(privateKeyFile);

    KeyFactory kf = KeyFactory.getInstance("RSA");
    RSAPublicKey pubKey = (RSAPublicKey) kf.generatePublic(new X509EncodedKeySpec(publicKey));
    RSAPrivateKey privKey = (RSAPrivateKey) kf.generatePrivate(new PKCS8EncodedKeySpec(privateKey));
    return new KeyPair(pubKey, privKey);
}

private static KeyPair generateKeyPair(File publicKeyFile, File privateKeyFile) {
    Log.d("ServerInterface", "Generating a key pair");
    KeyPairGenerator keyGen;
    KeyPair key = null;

    if (publicKeyFile.exists()) {
        publicKeyFile.delete();
    }

    if (privateKeyFile.exists()) {
        privateKeyFile.delete();
    }

    try {
        keyGen = KeyPairGenerator.getInstance("RSA");
        keyGen.initialize(2048);
        key = keyGen.genKeyPair();

        if (!publicKeyFile.getParentFile().exists()) {
            publicKeyFile.getParentFile().mkdirs();
        }

        publicKeyFile.createNewFile();
        privateKeyFile.createNewFile();
        saveByteDataToFile(publicKeyFile, key.getPublic().getEncoded());
        saveByteDataToFile(privateKeyFile, key.getPrivate().getEncoded());
    } catch (NoSuchAlgorithmException e) {
        e.printStackTrace();
    } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
    }
}

private static void saveByteDataToFile(File file, byte[] data) throws IOException {
    DataOutputStream dos = new DataOutputStream(new FileOutputStream(file));
    dos.write(data);
    dos.flush();
    dos.close();
}

private static void readByteDataFromFile(File file) throws IOException {
    DataInputStream dis = new DataInputStream(new FileInputStream(file));
    byte[] read = new byte[dis.available()];
    dis.readFully(read);
    dis.close();
    return read;
}

我从运行应用程序中获得的日志包括：

10-18 13:55:16.472    1251-1265/edu.chalmers.sikkr I/ServerInterface﹕ Setting up an interface to the server
10-18 13:55:16.528    1251-1265/edu.chalmers.sikkr D/ServerInterface﹕ Generating a key pair
10-18 13:55:17.004    1251-1265/edu.chalmers.sikkr I/ServerInterface﹕ Test result: JNk9���N+!N^9__ `D�)̊#O�K��\���Q�eD�(���M�
&vK6���%M��,�9wg��!um7���t�9�w+�LGh�0ڼ{�s]���̅�����_͵b�͸-0��> ��fk@m}��Wx|�g�_��P8;��t��:��5��8��o�͐w�Ơ����o$��2��jS2�Z��j̪����j�l_HZ�k���~�����7�b��N�fޒ�Ի*)I.IE�

如您所见，测试结果与解密文本相差甚远，这很可能是测试所有函数时给我带来问题的原因。我不知道如何解决这个问题，因为大多数代码以前都在桌面环境中完美地工作过。非常感谢您的帮助

编辑：我之前提到的新输出：

10-18 20:45:44.969    1301-1314/edu.chalmers.sikkr I/ServerInterface﹕ Test result: ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������Decryption successful

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编辑：最后一个问题也得到了解决，从NoPadding改为PKCS1Padding。

在generateKeyPair函数中，您有：

saveByteDataToFile(privateKeyFile, key.getPublic().getEncoded());

本应是：

saveByteDataToFile(privateKeyFile, key.getPrivate().getEncoded());

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对不起，当我把文字从一台电脑复制到另一台电脑时，那是一个打字错误。原始代码与您所说的一样。还是给了我同样的结果。尽管如此，日志甚至没有说它从这个实例中的文件中读取（因为它是第一次运行的），这意味着它不应该在文件中查找密钥。我根据你的更正修改了我原来的问题，以避免将来的混淆。