架构设计-加密解决的基本工具方法

软件工程实施过程中，经常会用到加密解密相关的工具类，整理如下：

import sun.misc.BASE64Decoder;
import sun.misc.BASE64Encoder;

import javax.crypto.Cipher;
import java.security.*;
import java.security.interfaces.RSAPrivateKey;
import java.security.interfaces.RSAPublicKey;
import java.security.spec.PKCS8EncodedKeySpec;
import java.security.spec.X509EncodedKeySpec;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.Random;

public class SecureMethod {
	
	// 加密算法
    public static final String KEY_ALGORTHM="RSA";
    public static final String SIGNATURE_ALGORITHM="SHA256WithRSA";
	// 公钥
    public static final String PUBLIC_KEY = "RSAPublicKey";
	// 私钥
    public static final String PRIVATE_KEY = "RSAPrivateKey";
    public static final String KEY_SHA="SHA";
    public static final String KEY_MD5="MD5";

    /**
     * BASE64解密
     * @param key
     * @return
     * @throws Exception
     */
    public static byte[] decryptBASE64(String key) throws Exception{
        return (new BASE64Decoder()).decodeBuffer(key);
    }

    /**
     * BASE64加密
     * @param key
     * @return
     * @throws Exception
     */
    public static String encryptBASE64(byte[] key)throws Exception{
        return (new BASE64Encoder()).encodeBuffer(key);
    }

    /**
     * MD5加密
     * @param data
     * @return
     * @throws Exception
     */
    public static byte[] encryptMD5(byte[] data)throws Exception{
        MessageDigest md5 = MessageDigest.getInstance(KEY_MD5);
        md5.update(data);
        return md5.digest();
    }
	
    /**
     * SHA加密
     * @param data
     * @return
     * @throws Exception
     */
    public static byte[] encryptSHA(byte[] data)throws Exception{
        MessageDigest sha = MessageDigest.getInstance(KEY_SHA);
        sha.update(data);
        return sha.digest();
    }

    /**
     * 初始化密钥
     * @return
     * @throws Exception
     */
    public static Map<String,Object> initRSAKey()throws Exception{
        KeyPairGenerator keyPairGenerator = KeyPairGenerator.getInstance(KEY_ALGORTHM);
        keyPairGenerator.initialize(512);
        KeyPair keyPair = keyPairGenerator.generateKeyPair();

        // 生成公钥
        RSAPublicKey publicKey = (RSAPublicKey) keyPair.getPublic();
        // 生成私钥
        RSAPrivateKey privateKey =  (RSAPrivateKey) keyPair.getPrivate();

        Map<String,Object> keyMap = new HashMap<String, Object>(2);
        keyMap.put(PUBLIC_KEY, publicKey);
        keyMap.put(PRIVATE_KEY, privateKey);

        return keyMap;
    }
	
    /**
     * 获取公钥，转化为String类型
     * @param keyMap
     * @return
     * @throws Exception
     */
    public static String getPublicKey(Map<String, Object> keyMap)throws Exception{
        Key key = (Key) keyMap.get(PUBLIC_KEY);
        return encryptBASE64(key.getEncoded());
    }

    /**
     * 获取私钥，转化为String类型
     * @param keyMap
     * @return
     * @throws Exception
     */
    public static String getPrivateKey(Map<String, Object> keyMap) throws Exception{
        Key key = (Key) keyMap.get(PRIVATE_KEY);
        return encryptBASE64(key.getEncoded());
    }

    /**
     * 用公钥加密数据
     * @param data	加密数据
     * @param key	密钥
     * @return
     * @throws Exception
     */
    public static byte[] encryptByPublicKey(byte[] data,String key)throws Exception{
        // 对公钥解密
        byte[] keyBytes = decryptBASE64(key);
        // 取公钥
        X509EncodedKeySpec x509EncodedKeySpec = new X509EncodedKeySpec(keyBytes);
        KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance(KEY_ALGORTHM);
        Key publicKey = keyFactory.generatePublic(x509EncodedKeySpec);

        // 对数据解密
        Cipher cipher = Cipher.getInstance(keyFactory.getAlgorithm());
        cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, publicKey);

        return cipher.doFinal(data);
    }

    /**
     * 用私钥解密数据
	 * @param data 加密数据
     * @param key	密钥
     * @return
     * @throws Exception
     */
    public static byte[] decryptByPrivateKey(byte[] data,String key)throws Exception{
        // 对私钥解密
        byte[] keyBytes = decryptBASE64(key);

        PKCS8EncodedKeySpec pkcs8EncodedKeySpec = new PKCS8EncodedKeySpec(keyBytes);
        KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance(KEY_ALGORTHM);
        Key privateKey = keyFactory.generatePrivate(pkcs8EncodedKeySpec);
        // 对数据解密
        Cipher cipher = Cipher.getInstance(keyFactory.getAlgorithm());
        cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, privateKey);

        return cipher.doFinal(data);
    }

    /**
     * 用私钥加密数据
     * @param data	加密数据
     * @param key	密钥
     * @return
     * @throws Exception
     */
    public static byte[] encryptByPrivateKey(byte[] data,String key)throws Exception{
        // 解密密钥
        byte[] keyBytes = decryptBASE64(key);
        // 取私钥
        PKCS8EncodedKeySpec pkcs8EncodedKeySpec = new PKCS8EncodedKeySpec(keyBytes);
        KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance(KEY_ALGORTHM);
        Key privateKey = keyFactory.generatePrivate(pkcs8EncodedKeySpec);

        // 对数据加密
        Cipher cipher = Cipher.getInstance(keyFactory.getAlgorithm());
        cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, privateKey);

        return cipher.doFinal(data);
    }

    /**
     * 用公钥解密数据
     * @param data	加密数据
     * @param key	密钥
     * @return
     * @throws Exception
     */
    public static byte[] decryptByPublicKey(byte[] data,String key)throws Exception{
        // 对私钥解密
        byte[] keyBytes = decryptBASE64(key);
        X509EncodedKeySpec x509EncodedKeySpec = new X509EncodedKeySpec(keyBytes);
        KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance(KEY_ALGORTHM);
        Key publicKey = keyFactory.generatePublic(x509EncodedKeySpec);

        // 对数据解密
        Cipher cipher = Cipher.getInstance(keyFactory.getAlgorithm());
        cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, publicKey);

        return cipher.doFinal(data);
    }


    /**
     *	用私钥对数据生成数字签名
     * @param data			加密数据
     * @param privateKey	私钥
     * @return
     * @throws Exception
     */
    public static String sign(byte[] data,String privateKey)throws Exception{
        // 解密私钥
        byte[] keyBytes = decryptBASE64(privateKey);
        // 构造PKCS8EncodedKeySpec对象
        PKCS8EncodedKeySpec pkcs8EncodedKeySpec = new PKCS8EncodedKeySpec(keyBytes);
        // 指定加密算法
        KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance(KEY_ALGORTHM);
        // 取私钥匙对象
        PrivateKey privateKey2 = keyFactory.generatePrivate(pkcs8EncodedKeySpec);
        // 用私钥对信息生成数字签名
        Signature signature = Signature.getInstance(SIGNATURE_ALGORITHM);
        signature.initSign(privateKey2);
        signature.update(data);

        return encryptBASE64(signature.sign());
    }

    /**
     * 校验数字签名
     * @param data		加密数据
     * @param publicKey	公钥
     * @param sign		数字签名
     * @return
     * @throws Exception
     */
    public static boolean verify(byte[] data,String publicKey,String sign)throws Exception{
        // 解密公钥
        byte[] keyBytes = decryptBASE64(publicKey);
        // 构造X509EncodedKeySpec对象
        X509EncodedKeySpec x509EncodedKeySpec = new X509EncodedKeySpec(keyBytes);
        // 指定加密算法
        KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance(KEY_ALGORTHM);
        // 获取公钥匙对象
        PublicKey publicKey2 = keyFactory.generatePublic(x509EncodedKeySpec);

        Signature signature = Signature.getInstance(SIGNATURE_ALGORITHM);
        signature.initVerify(publicKey2);
        signature.update(data);
        // 验证签名
        return signature.verify(decryptBASE64(sign));

    }

	/**
     * 生成访问密钥key值
     * 
     */
    public static String generateAccessKey(){
        String accessKey = CommonMethod.generateGuid();
        accessKey = accessKey.substring(0,16);
        StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder();
        Random random = new Random();
        for(int i = 0; i < accessKey.length(); i++){
            char c = accessKey.charAt(i);
            if(CommonMethod.isNumberChar(c)) {
                stringBuilder.append(c);
                continue;
            }
            if(random.nextBoolean()){
                stringBuilder.append(String.valueOf(c).toUpperCase());
            }else{
                stringBuilder.append(String.valueOf(c).toLowerCase());
            }
        }
        return stringBuilder.toString();
    }
	
	/**
     * 生成访问密钥secret值
     * 
     */
    public static String generateAccessSecret(){
        String accessSecret = CommonMethod.generateGuid();
        StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder();
        Random random = new Random();
        for(int i = 0; i < accessSecret.length(); i++){
            char c = accessSecret.charAt(i);
            if(CommonMethod.isNumberChar(c)) {
                stringBuilder.append(c);
                continue;
            }
            if(random.nextBoolean()){
                stringBuilder.append(String.valueOf(c).toUpperCase());
            }else{
                stringBuilder.append(String.valueOf(c).toLowerCase());
            }
        }
        return stringBuilder.toString();
    }
	
}

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