Java软件报表软件技术博客

RSA加密算法是目前最有影响力的公钥加密算法，它能够抵抗到目前为止已知的绝大多数密码攻击。

那关于RSA加密算法有哪些应用呢？以下举一个数据库身份验证的案例。

在使用数据集进行身份认证时，密码存在数据库中，认证时用户输入的密码与数据库中密码相同则认证通过，若数据库被破解了则对系统造成威胁，怎样保证系统安全呢？这里就可以应用RSA加密算法，对权限加密。

思路：

就是在url中传用户名密码时，先把用户名进行翻转，然后再进行加密，如输入的密码为12，实际后台进行加密的值为21，再与数据库进行验证，这样就可以避免数据库被破解查看到的是21的加密码，登陆系统时以21是无法登陆成功的。

以报表软件FineReport为例，这是一个能读取各类数据库的报表软件，分客户端和前端展示。

实现方案：

1、把RSA加密使用的第三方包，放到工程web-inf/lib文件夹下即可。

2、调用js文件

RSA文件夹为前端js加密时需要调用js文件，因此需要将Barrett.js、BigInt.js、RSA.js放到工程目录下如：WebReport/js，新建js文件夹放入js文件。

3、定义RSA加密类

定义RSAUtil.java类文件，先运行类中generateKeyPair()方法，会在服务器D盘中生成一个随机的RSAKey.txt文件，保存公钥和密钥，每访问一次这个方法会刷新一

次txt文件。

package com.fr.privilege;

import java.io.ByteArrayOutputStream;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.ObjectInputStream;
import java.io.ObjectOutputStream;
import java.math.BigInteger;
import java.security.KeyFactory;
import java.security.KeyPair;
import java.security.KeyPairGenerator;
import java.security.NoSuchAlgorithmException;
import java.security.PrivateKey;
import java.security.PublicKey;
import java.security.SecureRandom;
import java.security.interfaces.RSAPrivateKey;
import java.security.interfaces.RSAPublicKey;
import java.security.spec.InvalidKeySpecException;
import java.security.spec.RSAPrivateKeySpec;
import java.security.spec.RSAPublicKeySpec;

import javax.crypto.Cipher;

/** *//**
 * RSA 工具类。提供加密，解密，生成密钥对等方法。
 * 需要到http://www.bouncycastle.org下载bcprov-jdk14-123.jar。
 * 
 */
public class RSAUtil {
    /** *//**
     * * 生成密钥对 *
     * 
     * @return KeyPair *
     * @throws EncryptException
     */
    public static KeyPair generateKeyPair() throws Exception {
        try {
            KeyPairGenerator keyPairGen = KeyPairGenerator.getInstance("RSA",
                    new org.bouncycastle.jce.provider.BouncyCastleProvider());
            final int KEY_SIZE = 1024;// 没什么好说的了，这个值关系到块加密的大小，可以更改，但是不要太大，否则效率会低
            keyPairGen.initialize(KEY_SIZE, new SecureRandom());
            KeyPair keyPair = keyPairGen.generateKeyPair();
            saveKeyPair(keyPair);
            return keyPair;
        } catch (Exception e) {
            throw new Exception(e.getMessage());
        }
    }

    public static KeyPair getKeyPair() throws Exception {
        FileInputStream fis = new FileInputStream("C:/RSAKey.txt");
        ObjectInputStream oos = new ObjectInputStream(fis);
        KeyPair kp = (KeyPair) oos.readObject();
        oos.close();
        fis.close();
        return kp;
    }

    public static void saveKeyPair(KeyPair kp) throws Exception {

        FileOutputStream fos = new FileOutputStream("C:/RSAKey.txt");
        ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(fos);
        // 生成密钥
        oos.writeObject(kp);
        oos.close();
        fos.close();
    }

    /** *//**
     * * 生成公钥 *
     * 
     * @param modulus *
     * @param publicExponent *
     * @return RSAPublicKey *
     * @throws Exception
     */
    public static RSAPublicKey generateRSAPublicKey(byte[] modulus,
            byte[] publicExponent) throws Exception {
        KeyFactory keyFac = null;
        try {
            keyFac = KeyFactory.getInstance("RSA",
                    new org.bouncycastle.jce.provider.BouncyCastleProvider());
        } catch (NoSuchAlgorithmException ex) {
            throw new Exception(ex.getMessage());
        }

        RSAPublicKeySpec pubKeySpec = new RSAPublicKeySpec(new BigInteger(
                modulus), new BigInteger(publicExponent));
        try {
            return (RSAPublicKey) keyFac.generatePublic(pubKeySpec);
        } catch (InvalidKeySpecException ex) {
            throw new Exception(ex.getMessage());
        }
    }

    /** *//**
     * * 生成私钥 *
     * 
     * @param modulus *
     * @param privateExponent *
     * @return RSAPrivateKey *
     * @throws Exception
     */
    public static RSAPrivateKey generateRSAPrivateKey(byte[] modulus,
            byte[] privateExponent) throws Exception {
        KeyFactory keyFac = null;
        try {
            keyFac = KeyFactory.getInstance("RSA",
                    new org.bouncycastle.jce.provider.BouncyCastleProvider());
        } catch (NoSuchAlgorithmException ex) {
            throw new Exception(ex.getMessage());
        }

        RSAPrivateKeySpec priKeySpec = new RSAPrivateKeySpec(new BigInteger(
                modulus), new BigInteger(privateExponent));
        try {
            return (RSAPrivateKey) keyFac.generatePrivate(priKeySpec);
        } catch (InvalidKeySpecException ex) {
            throw new Exception(ex.getMessage());
        }
    }

    /** *//**
     * * 加密 *
     * 
     * @param key
     *            加密的密钥 *
     * @param data
     *            待加密的明文数据 *
     * @return 加密后的数据 *
     * @throws Exception
     */
    public static byte[] encrypt(PublicKey pk, byte[] data) throws Exception {
        try {
            Cipher cipher = Cipher.getInstance("RSA",
                    new org.bouncycastle.jce.provider.BouncyCastleProvider());
            cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, pk);
            int blockSize = cipher.getBlockSize();// 获得加密块大小，如：加密前数据为128个byte，而key_size=1024
            // 加密块大小为127
            // byte,加密后为128个byte;因此共有2个加密块，第一个127
            // byte第二个为1个byte
            int outputSize = cipher.getOutputSize(data.length);// 获得加密块加密后块大小
            int leavedSize = data.length % blockSize;
            int blocksSize = leavedSize != 0 ? data.length / blockSize + 1
                    : data.length / blockSize;
            byte[] raw = new byte[outputSize * blocksSize];
            int i = 0;
            while (data.length - i * blockSize > 0) {
                if (data.length - i * blockSize > blockSize)
                    cipher.doFinal(data, i * blockSize, blockSize, raw, i
                            * outputSize);
                else
                    cipher.doFinal(data, i * blockSize, data.length - i
                            * blockSize, raw, i * outputSize);
                // 这里面doUpdate方法不可用，查看源代码后发现每次doUpdate后并没有什么实际动作除了把byte[]放到
                // ByteArrayOutputStream中，而最后doFinal的时候才将所有的byte[]进行加密，可是到了此时加密块大小很可能已经超出了
                // OutputSize所以只好用dofinal方法。

                i++;
            }
            return raw;
        } catch (Exception e) {
            throw new Exception(e.getMessage());
        }
    }

    /** *//**
     * * 解密 *
     * 
     * @param key
     *            解密的密钥 *
     * @param raw
     *            已经加密的数据 *
     * @return 解密后的明文 *
     * @throws Exception
     */
    public static byte[] decrypt(PrivateKey pk, byte[] raw) throws Exception {
        try {
            Cipher cipher = Cipher.getInstance("RSA",
                    new org.bouncycastle.jce.provider.BouncyCastleProvider());
            cipher.init(cipher.DECRYPT_MODE, pk);
            int blockSize = cipher.getBlockSize();
            ByteArrayOutputStream bout = new ByteArrayOutputStream(64);
            int j = 0;

            while (raw.length - j * blockSize > 0) {
                bout.write(cipher.doFinal(raw, j * blockSize, blockSize));
                j++;
            }
            return bout.toByteArray();
        } catch (Exception e) {
            throw new Exception(e.getMessage());
        }
    }

    /** *//**
     * * *
     * 
     * @param args *
     * @throws Exception
     */
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        RSAPublicKey rsap = (RSAPublicKey) RSAUtil.generateKeyPair()
                .getPublic();
        String test = "hello world";
        byte[] en_test = encrypt(getKeyPair().getPublic(), test.getBytes());
        System.out.println("123:" + new String(en_test));
        byte[] de_test = decrypt(getKeyPair().getPrivate(), en_test);
        System.out.println(new String(de_test));
    }
}

4、定义密码验证类

定义TestPasswordValidatorRSA.java密码验证类

定义一个类，命名为TestPasswordValidatorRSA.java，扩展于AbstractPasswordValidator，重写其中密码验证方法encodePassword，先把输入的密码进行翻转，然后再进行加密，返回密码进行验证，具体代码如下：

package com.fr.privilege;  

import com.fr.privilege.providers.dao.AbstractPasswordValidator;  
public class TestPasswordValidatorRSA extends AbstractPasswordValidator{  
    //@Override
    public String encodePassword( String clinetPassword) {
        try {
            //对密码进行翻转如输入ab翻转后为ba
            StringBuffer sb = new StringBuffer();  
            sb.append(new String(clinetPassword));
            String bb = sb.reverse().toString();
            //进行加密
            byte[] en_test = RSAUtil.encrypt(RSAUtil.getKeyPair().getPublic(),bb.getBytes());             
            //进行解密，如果数据库里面保存的是加密码，则此处不需要进行解密
            byte[] de_test = RSAUtil.decrypt(RSAUtil.getKeyPair().getPrivate(),en_test);  
            //返回加密密码
            clinetPassword=new String(de_test);        
        } catch (Exception e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        }
        return clinetPassword; //即获取加密密码再与数据库密码匹配。  
    }

    @Override
    public boolean validatePassword(String arg0, String arg1) {
        // TODO Auto-generated method stub
        return false;
    }


}

5、编译类文件

首先编译RSAUtil.java类文件在服务器的D盘生成RSAKey.txt文件，再编译TestPasswordValidatorRSA.java类，把编译后的class文件放到项目工程web-inf/classes/com/fr/privilege文件夹中。

6、登陆Login.jsp页面设置

客户端请求到登录页面，随机生成一字符串，此随机字符串作为密钥加密密码，如下代码：

<%@page contentType="text/html" pageEncoding="UTF-8"%>
<%@page import="com.fr.privilege.providers.dao.RSAUtil"%>
<%!public String Testmo() {
        String module = "";
        try {
            java.security.interfaces.RSAPublicKey rsap = (java.security.interfaces.RSAPublicKey) RSAUtil
                    .getKeyPair().getPublic();
            module = rsap.getModulus().toString(16);
        } catch (Exception e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        }
        return module;
    }%>
<%!public String Testem() {
        String empoent = "";
        try {
            java.security.interfaces.RSAPublicKey rsap = (java.security.interfaces.RSAPublicKey) RSAUtil
                    .getKeyPair().getPublic();
            empoent = rsap.getPublicExponent().toString(16);
        } catch (Exception e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        }
        return empoent;
    }%>
<html>
    <head>
        <script type="text/javascript"
            src="ReportServer?op=emb&resource=finereport.js"></script>
        <script type="text/javascript" src="js/RSA.js"></script>
        <script type="text/javascript" src="js/BigInt.js"></script>
        <script type="text/javascript" src="js/Barrett.js"></script>
        <script type="text/javascript">    
    function bodyRSA()  
    {  
    setMaxDigits(130);  
    var a = "<%=Testmo()%>";
    var b = "<%=Testem()%>";
    key = new RSAKeyPair(b,"",a);
    } 
function doSubmit() {   
    bodyRSA(); 
    var username = FR.cjkEncode(document.getElementById("username").value); //获取输入的用户名    
    var password = FR.cjkEncode(document.getElementById("password").value);  //获取输入的参数    
    $.ajax({    
        url : "ReportServer?op=auth_login&fr_username=" + username + "&fr_password=" + password,   //将用户名和密码发送到报表认证地址op=auth_login   
        data : {__redirect__ : 'false'},        
        complete : function(res) {    
            var jo = FR.jsonDecode(res.responseText);    
            if(jo.url) {    
               window.location=jo.url+ "&_=" + new Date().getTime();   //认证成功跳转页面，因为ajax不支持重定向所有需要跳转的设置  
            }    
            else{    
               alert("用户名密码错误！")  //认证失败    
            }    
        }    
    })    
}    
</script>
    </head>
    <body>
        <p>
            请登录
        </p>
        <form name="login" method="POST">
            <p>
                用户名:
                <input id="username" type="text" />
            </p>
            <p>
                密 码:
                <input id="password" type="password" />
            </p>
            <input type="button" value="登录" onclick="doSubmit()"  />
        </form>
    </body>
</html>