权限之密码加密RSA加密算法

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  • 最近更新:jiangsr 于 2018-08-06
  • 1. 问题描述

    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?

    2. 实现思路

    就是在url中传用户名密码时,先把密码进行翻转,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。

    3. 实现步骤

    3.1 加载bcprov-jdk14-146.jar驱动包
    RSA加密使用的第三方包,放到工程web-inf/lib文件夹下即可,如果没有驱动可点击bcprov-jdk14-146.jar驱动包下载。
    注:JBOSS服务器下,使用的第三方加密包,提示报错:Can not parse the BC Provider。需要将此包bcprov-jdk14-146.jar从报表工程下移入到JBOSS默认jar包路径下即可。
    3.2 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,如果没有此js文件可点击rsa/js下载。
    3.3 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));
    	}
    }
    3.4 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;
    	}
    
    
    }
    3.5 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。
    3.6 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>

    3.7 管理平台设置
    访问报表触发加密文件需要在管理平台>权限配置中设置,勾选自定义密码加密,在文本框中输入com.fr.privilege.TestPasswordValidatorRSA即可调用,详细设置可参考文档简单权限之密码加密

    如上所有设置完之后,RSA加密算法基本上就设置完成。

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