【转】我的java web登录RSA加密

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之前一直没关注过web应用登录密码加密的问题，这两天用appscan扫描应用，最严重的问题就是这个了，提示我明文发送密码。这个的确很不安全，以前也大概想过，但是没有具体研究过，都不了了之，这次借这个机会，终于搞定了这个问题。

首先，有不少帖子说在客户端用js对密码进行md5摘要，然后提交给登录处理的url。这种做法无非是自欺欺人，就算别人抓包抓不到你原始密码，用这个md5后的密码一样可以模拟登录系统，无非稍微安全了一点点，也就是直接通过登录页没法直接输入用户名密码来登录，但是人家的手段你知道有啥呢？用程序模拟登陆也不是什么太难的事情。

https当然也是个选择，但是对于一般应用来说，还需要生成密钥之类的，还需要拿去给那些认证机构签名，麻烦不说，银子是必须的。如果说让用户安装证书，应用系统还可以，网站就不太现实了，毕竟不是所有用户都有那么高的计算机操作水平，就算有，人家一用感觉这么麻烦，也不见得去操作。

这次专心搜索了1个小时，还是觉得非对称加密比较靠谱，有一些RSA加密的文章值得借鉴。这里向这些文章作者致敬，我参考可不只一篇文章，因为问题多多的。废话到此结束，说说我的处理方式吧。

加密解密的流程：

a)在login.jsp中，加入一段java代码，生成公钥和私钥，私钥对象保存在session中；公钥中，我把Exponent, modulus放到request的attribute中，并在页面上输出给js加密函数，用于密码加密。使用security.js的功能加密

var key = new RSAUtils.getKeyPair("${publicKeyExponent}", "", "${publicKeyModulus}"); var reversedPwd = password.split("").reverse().join("");//js里面是反序的字符串，不知道为啥
var encrypedPwd = RSAUtils.encryptedString(key,reversedPwd);

b)在点击提交按钮时，调用登陆js函数。这个函数是用ajax方式将用户名，密码提交给登陆处理url的。在提交之前，先利用a步骤中的公钥Exponent,和modulus，对密码进行加密，然后再发送给服务器端。

c)在登陆处理url中，(我是login.action)，从session中取得私钥对象，对密码进行解密。随后的步骤都一样了，到库里去查询之类的，不细说了。

下面说说我处理的步骤和遇到的主要问题。

1.只能使用RSA这种非对称加密，才能让密码破解成为仅仅“理论上”的可能。所以决定使用这种加密方式。

2.寻找合适的客户端javascript加密代码。这个我是不太懂了，只能去找。最后找到了security.js。网上有些文章用的3个文件，BigInt.js,RSA.js还有个啥来着，Barrett.js这3个来实现，开始我用了。但是和服务端配合不了（我自己的问题），结果后来找到这个security.js，实际上是把这个3个js都封装到1个里面了，而且最后修改时间是2010年，比较新，就用这个吧。那3个js文件应该也是能用的。

3.在服务器端生成公钥和私钥，这个本来想对简单，代码可参考的很多。但是我遇到的问题不少，解密的时候总是出错。

问题一：在login.jsp中，公钥的Exponent,和modulus输出格式问题

开始总是什么：长度过大，必须以0开始之类的异常。我想到很可能是js加密和纯java加密那些地方不同导致的。后来发现，原来是我公钥的Exponent,和modulus输出直接用的toString()方法，实际上应该用toString(16)，用16进制输出，因为在security.js中，那个

RSAUtils.getKeyPair(publicKeyExponent, "", ${publicKeyModulus);方法内部，明显是从16进制进行转换的。改完后应该是这样：

String publicKeyExponent = publicKey.getPublicExponent().toString(16);//16进制
String publicKeyModulus = publicKey.getModulus().toString(16);//16进制
request.setAttribute("publicKeyExponent", publicKeyExponent);
request.setAttribute("publicKeyModulus", publicKeyModulus);

问题二：有个什么Padding之类的异常，是RSA算法中前面补齐的问题，原因时js和java默认的RSA算法不一致。

经过分析，用RSA其他的provider可以解决此问题，于是在生成密码对的代码中，使用了

KeyPairGenerator keyPairGen = KeyPairGenerator.getInstance("RSA", new org.bouncycastle.jce.provider.BouncyCastleProvider());

这个的补齐方式和js的就一致了。

问题三：provider的认证问题

刚用上，感觉能通过了，但是马上就是一个异常：jce cannot authenticate the provider bc。意思好理解，就是没经过认证。怎么让他通过呢，结果我在运行应用服务器的javahome\jre\lib\security\java.security文件中添加了如下代码：

security.provider.11=org.bouncycastle.jce.provider.BouncyCastleProvider

11是序号，顺着它原来的加就可以了。
感觉上ok了，启动一下看看，还是那个问题。这个问题是我在jboss-eap-6.2上出现的。其他的应用服务器可能比较简单些（比如直接放到服务器的lib下）。

于是查jboss的资料，终于找到了，说是在jboss中，不能让这个provider的jar包在应用的lib下，需要使用全局的jar包。如果使用maven，那必须让这个包的scope是provided；（反正别让BouncyCastle这个jar包打入到war里面就可以）。需要在eap6.2下进行配置：

在jboss_home/modules下建立目录org\bouncycastle\main，在main目录中，放入bcprov-jdk16-1.46.jar，并加入module的配置文件module.xml,内容如下：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<module xmlns="urn:jboss:module:1.1" name="org.bouncycastle">
<resources>
<resource-root path="bcprov-jdk16-1.46.jar"/>
</resources>
<dependencies>
<module name="javax.api" slot="main" export="true"/>
</dependencies>
</module>

还需要在web应用的META-INF\MANIFEST.MF中加入Dependencies: org.bouncycastle

我是maven工程，需要配置pom：

<plugin>
<artifactId>maven-war-plugin</artifactId>
<version>${version.war.plugin}</version>
<configuration>

<failOnMissingWebXml>true</failOnMissingWebXml>
<version>3.0</version>
<archive>
<manifestEntries>
<Dependencies>org.bouncycastle</Dependencies>
</manifestEntries>
</archive>
</configuration> </plugin>

主要是archive节点的配置，这样打包后MANIFEST.MF的内容就会变了

不能传附件可咋整呢？贴代码吧：

RSAPrivateKey privateKey = (RSAPrivateKey)request.getSession().getAttribute("privateKey");
String descrypedPwd = RSAUtils.decryptByPrivateKey(password, privateKey); //解密后的密码,password是提交过来的密码

RSAUtils.java

package com.myapp.util;
import java.math.BigInteger;
import java.security.KeyFactory;
import java.security.KeyPair;
import java.security.KeyPairGenerator;
import java.security.NoSuchAlgorithmException;
import java.security.interfaces.RSAPrivateKey;
import java.security.interfaces.RSAPublicKey;
import java.security.spec.RSAPrivateKeySpec;
import java.security.spec.RSAPublicKeySpec;
import java.util.HashMap;
import javax.crypto.Cipher; public class RSAUtils {
/**
* 生成公钥和私钥
* @throws NoSuchAlgorithmException
*
*/
public static HashMap<String, Object> getKeys() throws NoSuchAlgorithmException{
HashMap<String, Object> map = new HashMap<String, Object>();
KeyPairGenerator keyPairGen = KeyPairGenerator.getInstance("RSA", new org.bouncycastle.jce.provider.BouncyCastleProvider());
keyPairGen.initialize(1024);
KeyPair keyPair = keyPairGen.generateKeyPair();
RSAPublicKey publicKey = (RSAPublicKey) keyPair.getPublic();
RSAPrivateKey privateKey = (RSAPrivateKey) keyPair.getPrivate();
map.put("public", publicKey);
map.put("private", privateKey);
return map;
}
/**
* 使用模和指数生成RSA公钥
*
*
* @param modulus
* 模
* @param exponent
* 指数
* @return
*/
public static RSAPublicKey getPublicKey(String modulus, String exponent) {
try {
BigInteger b1 = new BigInteger(modulus);
BigInteger b2 = new BigInteger(exponent);
KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance("RSA", new org.bouncycastle.jce.provider.BouncyCastleProvider());
RSAPublicKeySpec keySpec = new RSAPublicKeySpec(b1, b2);
return (RSAPublicKey) keyFactory.generatePublic(keySpec);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
return null;
}
} /**
* 使用模和指数生成RSA私钥 * /None/NoPadding】
*
* @param modulus
* 模
* @param exponent
* 指数
* @return
*/
public static RSAPrivateKey getPrivateKey(String modulus, String exponent) {
try {
BigInteger b1 = new BigInteger(modulus);
BigInteger b2 = new BigInteger(exponent);
KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance("RSA", new org.bouncycastle.jce.provider.BouncyCastleProvider());
RSAPrivateKeySpec keySpec = new RSAPrivateKeySpec(b1, b2);
return (RSAPrivateKey) keyFactory.generatePrivate(keySpec);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
return null;
}
} /**
* 公钥加密
*
* @param data
* @param publicKey
* @return
* @throws Exception
*/
public static String encryptByPublicKey(String data, RSAPublicKey publicKey)
throws Exception {
Cipher cipher = Cipher.getInstance("RSA", new org.bouncycastle.jce.provider.BouncyCastleProvider());
cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, publicKey);
// 模长
int key_len = publicKey.getModulus().bitLength() / 8;
// 加密数据长度 <= 模长-11
String[] datas = splitString(data, key_len - 11);
String mi = "";
//如果明文长度大于模长-11则要分组加密
for (String s : datas) {
mi += bcd2Str(cipher.doFinal(s.getBytes()));
}
return mi;
} /**
* 私钥解密
*
* @param data
* @param privateKey
* @return
* @throws Exception
*/
public static String decryptByPrivateKey(String data, RSAPrivateKey privateKey)
throws Exception {
Cipher cipher = Cipher.getInstance("RSA", new org.bouncycastle.jce.provider.BouncyCastleProvider());
cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, privateKey);
//模长
int key_len = privateKey.getModulus().bitLength() / 8;
byte[] bytes = data.getBytes();
byte[] bcd = ASCII_To_BCD(bytes, bytes.length);
//System.err.println(bcd.length);
//如果密文长度大于模长则要分组解密
String ming = "";
byte[][] arrays = splitArray(bcd, key_len);
for(byte[] arr : arrays){
ming += new String(cipher.doFinal(arr));
}
return ming;
}
/**
* ASCII码转BCD码
*
*/
public static byte[] ASCII_To_BCD(byte[] ascii, int asc_len) {
byte[] bcd = new byte[asc_len / 2];
int j = 0;
for (int i = 0; i < (asc_len + 1) / 2; i++) {
bcd[i] = asc_to_bcd(ascii[j++]);
bcd[i] = (byte) (((j >= asc_len) ? 0x00 : asc_to_bcd(ascii[j++])) + (bcd[i] << 4));
}
return bcd;
}
public static byte asc_to_bcd(byte asc) {
byte bcd; if ((asc >= '0') && (asc <= '9'))
bcd = (byte) (asc - '0');
else if ((asc >= 'A') && (asc <= 'F'))
bcd = (byte) (asc - 'A' + 10);
else if ((asc >= 'a') && (asc <= 'f'))
bcd = (byte) (asc - 'a' + 10);
else
bcd = (byte) (asc - 48);
return bcd;
}
/**
* BCD转字符串
*/
public static String bcd2Str(byte[] bytes) {
char temp[] = new char[bytes.length * 2], val; for (int i = 0; i < bytes.length; i++) {
val = (char) (((bytes[i] & 0xf0) >> 4) & 0x0f);
temp[i * 2] = (char) (val > 9 ? val + 'A' - 10 : val + '0'); val = (char) (bytes[i] & 0x0f);
temp[i * 2 + 1] = (char) (val > 9 ? val + 'A' - 10 : val + '0');
}
return new String(temp);
}
/**
* 拆分字符串
*/
public static String[] splitString(String string, int len) {
int x = string.length() / len;
int y = string.length() % len;
int z = 0;
if (y != 0) {
z = 1;
}
String[] strings = new String[x + z];
String str = "";
for (int i=0; i<x+z; i++) {
if (i==x+z-1 && y!=0) {
str = string.substring(i*len, i*len+y);
}else{
str = string.substring(i*len, i*len+len);
}
strings[i] = str;
}
return strings;
}
/**
*拆分数组
*/
public static byte[][] splitArray(byte[] data,int len){
int x = data.length / len;
int y = data.length % len;
int z = 0;
if(y!=0){
z = 1;
}
byte[][] arrays = new byte[x+z][];
byte[] arr;
for(int i=0; i<x+z; i++){
arr = new byte[len];
if(i==x+z-1 && y!=0){
System.arraycopy(data, i*len, arr, 0, y);
}else{
System.arraycopy(data, i*len, arr, 0, len);
}
arrays[i] = arr;
}
return arrays;
}
public static void main(String[] args) throws Exception{
HashMap<String, Object> map = getKeys();
//生成公钥和私钥
RSAPublicKey publicKey = (RSAPublicKey) map.get("public");
RSAPrivateKey privateKey = (RSAPrivateKey) map.get("private"); //模
String modulus = publicKey.getModulus().toString();
System.out.println("pubkey modulus="+modulus);
//公钥指数
String public_exponent = publicKey.getPublicExponent().toString();
System.out.println("pubkey exponent="+public_exponent);
//私钥指数
String private_exponent = privateKey.getPrivateExponent().toString();
System.out.println("private exponent="+private_exponent);
//明文
String ming = "111";
//使用模和指数生成公钥和私钥
RSAPublicKey pubKey = RSAUtils.getPublicKey(modulus, public_exponent);
RSAPrivateKey priKey = RSAUtils.getPrivateKey(modulus, private_exponent);
//加密后的密文
String mi = RSAUtils.encryptByPublicKey(ming, pubKey);
System.err.println("mi="+mi);
//解密后的明文
String ming2 = RSAUtils.decryptByPrivateKey(mi, priKey);
System.err.println("ming2="+ming2);
}
}