如何在 Android 上使用 Java BouncyCastle API 对带有明文密钥的字符串进行 RSA 加密

Question

我正在尝试使用 Android 中的 BouncyCastle API 加密字符串以发送到服务器。

我有明文形式的公钥（当然，在内存中，而不是在文件系统中！密码学家们，无需对我大喊大叫；）），并且我需要使用此明文公钥将字符串加密为 RSA 加密字符串。

这是我的课程：

public class RSAEncryptor {
//Get certificate from base64 string
public static X509Certificate getCertificateFromBase64String(String string) 
        throws CertificateException, javax.security.cert.CertificateException 
{
    if(string.equals("") || string == null) {
        return null;
    }

    byte[] certBytes = Base64.decode(string.getBytes(), Base64.DEFAULT);

    X509Certificate cert = X509Certificate.getInstance(certBytes);

    return cert;
}

//Get public key from base64 encoded string
public static PublicKey getPublicKeyFromEncodedCertData(String encodedCertData) 
    throws CertificateException, javax.security.cert.CertificateException 
{
    if(encodedCertData == null || encodedCertData.equals("")) return null;

    X509Certificate cert = getCertificateFromBase64String(encodedCertData);

    if(cert == null) return null;

    return cert.getPublicKey();
}

public static String rsaEncrypt(String plainText, String keyFromResources)
        throws NoSuchAlgorithmException, InvalidKeySpecException,
        IOException, NoSuchPaddingException, InvalidKeyException,
        IllegalBlockSizeException, BadPaddingException //
{
    if(plainText == null || plainText.equals("")) return null;
    if(keyFromResources == null || keyFromResources.equals("")) return null;

    byte[] encryptedBytes;

    Cipher cipher = Cipher.getInstance("RSA");
    PublicKey publicKey = null;

    try {
        publicKey = getPublicKeyFromEncodedCertData(keyFromResources);
    }
    catch(Exception ex) {
        Logger.LogError("getPublicKeyFromEncodedCertData()", ex);
    }

    cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, publicKey);

    encryptedBytes = cipher.doFinal(plainText.getBytes());
    String encrypted = new String(encryptedBytes);
    return encrypted;
}

}

我目前没有得到正确加密的字符串，只是一团乱码，如下所示：

��RB��%����I��Q��F*�bd[ @�y�_H]T{​​KƾuTN�Q� ��U�f��]�S �q|.t�t�9�Rˇ�����)��{�},系数#��@k=�WO���f�7t"yP�z�

（ 是空字符）

我应该返回一个类似于以下内容的字母数字字符串：

2+tSXez8JrAIX+VJ2Dy4IsA56XhWpTwF8X2yGGaI6novucXknwykDyqJZICpmYcqx75qBRgxwrW2kY9LmQR2xU 17PLqTukAu2Bna8WXYTmJJQ7CWsN3SdABlETRfsYA+g3A2rO2Qp6aR9OCBcFVJpnZJjb9kaOUj5Pcj0tNPFdM= （显然与实际响应有所不同：D）

我希望得到任何帮助！

谢谢！

以前有人这样做过吗？我希望您能提供有关如何解决此问题的建议。

Answer 1

代码中的问题：

String encrypted = new String(encryptedBytes);

坏主意！ Cipher#doFinal 返回一个 byte[] 是有充分理由的。它看起来像随机数据 - 将其转换为字符串肯定会造成混乱，因为平台默认编码（大多数情况下为 UTF-8）几乎肯定会错误地解释随机字节。因此，如果您想从加密数据中获得字符串，那么您应该对字节数组进行 Base64 或 Hex 编码。

根据你所说的你所期望的，我会说你想要 Base64 编码的数据，所以你应该对 Cipher 的输出进行 Base64 编码。

然后，加密字符串（这是真实的、人类可读的文本吗？）也不是最佳的。高度脆弱、熵减少加上 ECB 模式（由 RSA 密码使用）的特性会大大降低解决方案的安全性。

普通 RSA 密码绝不能用于加密大于一个块（即大于 RSA 密钥的密钥大小）的数据，并且仅当数据是加密安全随机数据时才使用。在 99% 的所有情况下，这仅适用于用于对称密码（例如 AES 等）的对称密钥。

使用 RSA 除了对称密钥包装和数字签名之外别无其他，在您想要实际加密敏感数据的所有其余情况下，您可以使用作为对称密码，AES 是一个不错的选择 - 128 位或 256 位并不重要。

工作流程将如下所示：

生成 AES 的对称密钥（如果使用 AES-128/256，则为 16/32 字节）。现在，您将使用服务器的公钥对该对称密钥进行 RSA 加密，并将密钥发送到服务器，然后使用 AES 和对称密钥加密您的私有数据，服务器将解密对称密钥使用其私有 RSA 密钥并解密您发送给它的数据包。

使用 TLS：

请注意我使用 would。以上只是故事的一部分。您刚刚发明的是密钥传输协议。除非您是为了生存而设计的，否则您在第一次尝试时就无法获得如此安全的可能性很高（如中间人攻击、反射攻击、重放攻击……）。

这就是为什么我认为在客户端设备和服务器之间建立安全通道的唯一广泛可用的安全选项是使用 TLS（以前的 SSL）。该协议是专门为通过单向（仅服务器）或双向身份验证（客户端和服务器）交换私有数据而设计的（身份验证是在您的情况下使用 RSA 的部分 - 配置“服务器证书”） ”）。

它已经经过多年的强化和修改了几次，以抵御对此类协议的所有已知攻击。我知道，每隔一天就会有关于“SSL”如何被这个或那个人破坏的消息，但是，如果您仔细设置它，对于没有丰富协议设计经验的凡人来说，它仍然是安全的。

好处是您只需在服务器上配置它（与从头开始发明协议相比，这相当容易），就能够在客户端和服务器之间使用完全加密的安全通信。如果您在从“公共 CA”购买的服务器上设置了证书/密钥对，那么使用 TSL 对您的客户端来说是完全透明的 - 他们只需将其访问 URL 从“http”更改为“https” - 服务器的证书将通过能够在证书路径中识别它来自动信任它，该路径通向保存在 Java 的默认信任存储 cacerts 中的根证书之一。