RSA + AES加密原理，一线大厂主流的加密手段，流程浅析，有十分详细的测试Demo

痛定思痛。 2022-12-27 09:22 280阅读 0赞

原创博文，欢迎转载，转载时请务必附上博文链接，感谢您的尊重。

# 系列文章目录 #

[RSA+AES数据传输的加密解密【篇】，项目实战（专题汇总）][RSA_AES]：

*  [AES 加密解密简述 + 完美工具类 AESUtils][AES _ _ _ AESUtils]
 *  [RSA 加密解密，签名验签简述 + 完美工具类 RSAUtils][RSA _ _ _ RSAUtils]
 *  [RSA + AES 加密原理，一线大厂主流的加密手段][RSA _ AES]
 *  [RSA 与 AES 加密效率对比，用调研事实说明问题，用算法原理解决疑惑][RSA _ AES 1]
 *  [RSA + AES 混合加密策略，真实项目案例，一线大厂的主流HTTP加密交互方式][RSA_AES]（正在赶稿）

--------------------

# 前言 #

在服务器与终端设备进行HTTP通讯时，常常会被网络抓包、反编译（Android [APK反编译工具][APK]）等技术得到HTTP通讯接口地址和参数。

为了确保信息的安全，在生产中使用了很多种加密手段。大浪淘沙，最终采用 AES+RSA 组合进行接口参数加密和解密的方式脱颖而出，成为了当今主流手段。

如果你还不知道怎么做？那就OUT啦，赶紧来学吧。代码部分有十分详细的测试Demo！！

![20201229172723795.jpg][]

--------------------

# **一、为什么使用 **RSA + AES 混合加密 #

### 1. 简单阐述 ###

*  RSA 加密机制：属于非对称加密，公钥用于对数据进行加密，私钥对数据进行解密，两者不可逆。公钥和私钥是同时生成的，且一一对应。比如：A拥有公钥，B拥有公钥和私钥。A将数据通过公钥进行加密后，发送密文给B，B可以通过私钥和公钥进行解密。
 *  AES 加密机制：属于对称加密，就是说，A用密码对数据进行AES加密后，B用同样的密码对密文进行AES解密。

### 2. 加密**思路** ###

*  利用 RSA 来加密传输 AES的密钥，用 AES的密钥 来加密数据。
 *  这样做：既利用了 RSA 的灵活性，可以随时改动 AES 的密钥；又利用了 AES 的高效性，可以高效传输数据。

### 3. 原因 ###

*  单纯的使用 RSA（非对称加密）方式的话，效率会很低，因为非对称加密解密方式虽然很保险，但是过程复杂，需要时间长；
 *  但是，RSA 优势在于数据传输安全，且对于几个字节的数据，加密和解密时间基本可以忽略，所以用它加密 AES 秘钥（一般16个字节）再合适不过了；
 *  单纯的使用 AES（对称加密）方式的话，死板且不安全。这种方式使用的密钥是一个固定的密钥，客户端和服务端是一样的，一旦密钥被人获取，那么，我们所发的每一条数据都会被都对方破解；
 *  但是，AES有个很大的优点，那就是加密解密效率很高，而我们传输正文数据时，正号需要这种加解密效率高的，所以这种方式适合用于传输量大的数据内容；
 *  基于以上特点，择优取之，就成就了混合加密的【思路】。

# **二、**RSA + AES 的**原理** #

原图来源于网络，也被广泛应用于实际项目的《设计文档》，《接口文档》中，笔者就一直用。

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NDI1OTcyMA_size_16_color_FFFFFF_t_70][]

### 1. 流程： ###

**前提：**【服务方】生成一对 RSA 秘钥，自己保留私钥，将公钥由互联网交给【合作方】

从【合作方】向【服务方】方向看 →

1.  【合作方】使用 AES 秘钥对要传送的报文数据（明文） Data 进行加密，生成密文 EncryData；
2.  【合作方】使用 RSA 公钥对AES秘钥加密，生成 EncryKey ；
3.  【合作方】将加密后的 AES 秘钥 EncryKey 和加密后的报文 EncryData 通过网络传输给服务器端；
4.  【服务方】通过网络拿到上述（3）步骤中的 EncryKey 和 EncryData ；
5.  【服务方】用 RSA 私钥对 EncryKey （加密的 AES 秘钥）进行解密操作，得到 AesKey；
6.  【服务方】用 AesKey 解密传入过来的加密报文 EncryData，得到报文数据（明文） Data ，流程结束。

从【服务方】向【合作方】的原理与“上述”是一致的，所以不再絮叨了。

### 2. 声明 ###

*  必要解释清楚一点，上图描述的只是“【合作方】向【服务方】发送加密数据，【服务方】解密”的过程，不要误以为是双向；
 *  如果是【服务方】向【合作方】请求，上面的流程需要反过来，并且，必须要由【合作方】生成一对 RSA 秘钥，自己保留私钥，公钥提供给【服务方】才可以，
 *  调用双方，坚决不可使用一对秘钥即加密又解密，这样就失去了 RSA 的意义，没有安全可言。

### 3. 延伸 ###

实际业务场景下，为了保证请求的合法性，【合作方】还会用RSA算法对请求中的部分数据（到底是哪部分数据，双方提前在文档中约定好）进行【加签】处理，对应的【服务方】需要【验签】。

【验签】通过即为请求合法，解密数据没有问题可以使用，否则不可以使用。

【加签】与【验签】流程的介绍，以及Utils工具类，我会在系列文章中介绍，请查看《系列文章目录》之《项目实战（不是Demo，是大厂真实案例）》。

# 三、实战演示 #

把 RSA + AES 加密解密的原理用代码简单的演示一下，方便理解。

下面的代码需要配合我前面讲到的 AESUtils 和 RSAUtils 使用，可以在本篇开头的《系列文章目录》里找到链接。

测试源码已经收录在我的 GitHub 中（文末有地址），有需要的可以自行下载，觉得有用请给个 Star。

### 1. 代码演示 ###

我尽量把封装在方法中的代码摘出来，让整个流程在一个测试类中就可以解释的明白，也是为了方便大家拷贝测试，所以代码稍显啰嗦，见谅。

import com.alibaba.daily.demos.utils.AESUtils;
    import com.alibaba.daily.demos.utils.RSAUtils;
    import org.apache.commons.codec.binary.Base64;
    import org.junit.jupiter.api.Test;
    import org.springframework.boot.test.context.SpringBootTest;
    
    import javax.crypto.KeyGenerator;
    import javax.crypto.SecretKey;
    import java.security.*;
    import java.security.interfaces.RSAPrivateKey;
    import java.security.interfaces.RSAPublicKey;
    import java.util.HashMap;
    import java.util.Map;
    
    /**
     * RSAUtils 工具包测试类
     *
     * @author Mr.tjm
     * @date 2020-5-20 11:25
     */
    @SpringBootTest
    public class RSAUtils_Tests {
    
        /**
         * 下面方法验证前需要引入：AESUtils，RSAUtils
         * AESUtils，RSAUtils工具类网上很多，基本是通用的
         * 我也为大家准备好了工具类，方法在我的系列博文中，源码和测试类在github上都已收录
         */
        @Test
        void all_process_T(){
            // 需要加密的字符串
            String sendMesg = "感谢大家关注「IT无知君」，学无止境，气有浩然，天涯未远，有缘再见。";
            System.out.println("1. 需要解密传输的数据（sendMesg）为：" + sendMesg);
            // 用于封装 RSA 随机产生的公钥与私钥
            Map<Integer, String> keyMap = new HashMap<Integer, String>();
    
            /** AES：随机生成加密秘钥 */
            KeyGenerator keyGen = null;
            try {
                keyGen = KeyGenerator.getInstance("AES");
                keyGen.init(128);
            } catch (NoSuchAlgorithmException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            SecretKey key = keyGen.generateKey();
            String AESKeyStr = Base64.encodeBase64String(key.getEncoded());
            System.out.println("2.1 随机生成的AES加密秘钥（AESKeyStr）为：" + AESKeyStr);
    
            /** RSA：生成公钥和私钥 */
            // KeyPairGenerator类用于生成公钥和私钥对，基于RSA算法生成对象
            KeyPairGenerator keyPairGen = null;
            try {
                keyPairGen = KeyPairGenerator.getInstance("RSA");
            } catch (NoSuchAlgorithmException e) {
                e.printStackTrace();
            }
    
            // 初始化密钥对生成器，指定位数，不指定种子
            keyPairGen.initialize(2048, new SecureRandom());
    
            // 生成一个密钥对，保存在keyPair中
            KeyPair keyPair = keyPairGen.generateKeyPair();
            RSAPrivateKey privateKey = (RSAPrivateKey) keyPair.getPrivate();   	// 得到 RSA 私钥
            RSAPublicKey publicKey = (RSAPublicKey) keyPair.getPublic();  		// 得到 RSA 公钥
    
            // 得到公钥字符串
            String publicKeyStr = new String(Base64.encodeBase64(publicKey.getEncoded()));
            System.out.println("2.2 随机生成的公钥（publicKey）为：" + publicKeyStr);
            // 得到私钥字符串
            String privateKeyStr = new String(Base64.encodeBase64((privateKey.getEncoded())));
            System.out.println("2.3 随机生成的私钥（privateKey）为：" + privateKeyStr);
    
            /** 关键流程：加密 and 解密（合作方 → 服务方）★☆★☆★☆★☆★☆★ */
            // 1.合作方：AES秘钥key加密数据
            String EncryData = AESUtils.encrypt(AESKeyStr, sendMesg, "UTF-8");
            System.out.println("3. 合作方，AES秘钥key加密后的字符串为：" + EncryData);
            // 2.合作方：RSA公钥加密AES秘钥key（keyEn）
            String EncryKey = null;
            try {
                EncryKey = RSAUtils.encrypt(AESKeyStr, publicKeyStr);
                System.out.println("4. 合作方，RSA加密后的AES秘钥key为：" + EncryKey);
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }
    
            // 互联网数据传输（模拟）：合作方将 EncryKey 和 EncryData 传给服务方
    
            // 3.服务方：RSA私钥解密AES秘钥key（keyEn）
            String AesKey = null;
            try {
                AesKey = RSAUtils.decrypt(EncryKey, privateKeyStr);
                System.out.println("5. 服务方，RSA解密后的AES秘钥key为：" + AesKey);
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }
            // 4.服务方：AES秘钥key解密数据
            String Data = AESUtils.decrypt(AesKey, EncryData, "UTF-8");
            System.out.println("6. 服务方，AES秘钥key解密后的字符串为：" + Data);
        }
    }

## 2.执行结果 ##

由于AES秘钥，RSA秘钥对都是随机生成的（RSA方法中没用指定种子seed），所以每次生成的秘钥都是不一样的，但是不影响解密后的结果。

展示其中的一次执行结果：

1. 需要解密传输的数据（sendMesg）为：感谢大家关注「IT无知君」，学无止境，气有浩然，天涯未远，有缘再见。
    
    2.1 随机生成的AES加密秘钥（AESKeyStr）为：wdNXO3+EsXrs4jVRQaJEsQ==
    2.2 随机生成的公钥（publicKey）为：MIIBIjANBgkqhkiG9w0BAQEFAAOCAQ8AMIIBCgKCAQEAjrtDfBZ/dUlNpk6Wm8m6uUlfIl6B80dZQk/BQVxQW3PLws4XNP6/XsFnYAALQfLEiUkrWQCcYTHj++cbbnT6KmxPY9PMkNnPzkNitmLf7XNbhj6vketzPCORxT4wVQd5SVtUWb81ZgujI8MWu1XgBwSV7PKXqQ1du9SZMKIaOwUIDRil0qaJdLr2Y0e+mGIe68CEQUV66taVUrHP7gl4WjUUfkJeG3+dYJghHR5BJkyT847ZdZwR0TjqBFDfoFafTMlFtih0GNVR3qnJp7dYBLgg/5n2ICLXOHHwLT1d7MTPoPxa0+8gPw0KurIE62Ms8VJ4d4TUo9nSyttFlPEEEwIDAQAB
    2.3 随机生成的私钥（privateKey）为：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
    
    3. 合作方，AES秘钥key加密后的字符串为：3cDwQ9cSfW+5NWzbYldy9Yau2crdH4naP1SlTUE+KHGqOZGbyW3ifIwS+KBW3e78Iy2EQndKaYDWP6PH8n+RpofxvStHLPjSVyylgAfvoslzTu/i7aXTxtQhk+Z1hNA6OSMFSCuAzPNVKiD9Ni21vA==
    4. 合作方，RSA加密后的AES秘钥key为：R4h7th/IZyYh6v9RLatpAtDYekgKdZhUCYzrTUCkr3d6rP3f1TXRa21aNmzi8+1B1M+i2rMGYZobZ9SQuhE8MLspyKG/KT2PIJmzrRu+iezW17nBmrRHRBtwRY+1L6JWR2z48fpSdI6nlIGjSUJYZPS8ztxNFwfp7786//nl/7mBYEtOKvORqRq3Xhr1rOqZsmbF9mruO+4Zwz4styvpo9Hjnc/kcdIrJcDrGb/d7xYiMyvNeq2o5IBJ0mkE7Rz8KbPu1/5+oAHWLnTM3dommlEx+GkGTwq5PkdTSag90yFNqGFifX43rqoi7FWaYvlbX54skCGWjgGz6onE/lOtvQ==
    
    5. 服务方，RSA解密后的AES秘钥key为：wdNXO3+EsXrs4jVRQaJEsQ==
    6. 服务方，AES秘钥key解密后的字符串为：感谢大家关注「IT无知君」，学无止境，气有浩然，天涯未远，有缘再见。

重点关注【1】（合作方加密前的数据）和【6】（服务方解密后的数据）。

AES + RSA 加密流程，从【1】和【6】的结果，可以窥见一斑。

--------------------

# 总结 #

*  AES加密更高效，RSA加密更安全；
 *  AES + RSA 方案：既利用了 RSA 的灵活性，可以随时改动 AES 的密钥，又利用了 AES 的高效性，可以高效传输数据；
 *  写的并不深奥，希望大家能够理解，在系列文章中会展示“实际开发中如何做”，也会附上真实的《需求文档》，欢迎大家持续关注。

--------------------

**我是**「**IT无知君**」**，您的点赞、评论和关注，是我创作的动力源泉。  
学无止境，气有浩然，让我们一起加油，天涯未远，江湖有缘再见！！**

[RSA_AES]: https://jiming.blog.csdn.net/article/details/111193298
[AES _ _ _ AESUtils]: https://jiming.blog.csdn.net/article/details/111488947
[RSA _ _ _ RSAUtils]: https://jiming.blog.csdn.net/article/details/111935494
[RSA _ AES]: https://jiming.blog.csdn.net/article/details/110947742
[RSA _ AES 1]: https://jiming.blog.csdn.net/article/details/110952842
[APK]: http://idoog.me/?p=2933
[20201229172723795.jpg]: /images/20221120/7197c4e2bdab4867b0ab2a729ee30c8a.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NDI1OTcyMA_size_16_color_FFFFFF_t_70]: https://img-blog.csdnimg.cn/20201210110029109.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NDI1OTcyMA==,size_16,color_FFFFFF,t_70