python，java跨語言RSA+AES混合加密解密以及踩過的那些坑

現(xiàn)在大部分的客戶端和服務(wù)端都是用不同編程語言開發(fā)的，例如java編寫android客戶端，python編寫服務(wù)端。因?yàn)檎Z言的不同，RSA和AES在加密和解密的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)上可能會(huì)存在出入，導(dǎo)致用java加密的密文用python解密會(huì)亂碼，或者用python加密的密文用java解密會(huì)亂碼。這里記錄一下我在實(shí)現(xiàn)RSA+AES跨語言加密解密時(shí)踩過的那些坑。

對java和python實(shí)現(xiàn)RSA+AES混合加密解密不熟悉的同學(xué)可以看我之前的文章：
python實(shí)現(xiàn)RSA與AES混合加密
java實(shí)現(xiàn)RSA與AES混合加密

  • java在進(jìn)行RSA加密解密的時(shí)候，私鑰必須用PKCS#8格式的，用PKCS#1格式的私鑰會(huì)拋出異常，不知道怎么進(jìn)行PKCS#1和PKCS#8格式轉(zhuǎn)換的可以看我之前的文章
    RSA公鑰和私鑰的生成以及PKCS#1與PKCE#8格式的轉(zhuǎn)換

  • java在初始化RSA Cipher實(shí)例的時(shí)候少傳了參數(shù)，網(wǎng)上很多代碼在初始化RSA Cipher實(shí)例的時(shí)候是這樣寫的：
Cipher cipher = Cipher.getInstance("RSA/ECB/OAEPWithSHA-256AndMGF1Padding");
cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key);

但我的python代碼中初始化 RSA Cipher時(shí)是這樣寫的：

private_key = RSA.importKey(base64.b64decode(key))
cipher = PKCS1_OAEP.new(private_key, hashAlgo=SHA256)

指定了hashAlgo=SHA256，所以java在初始化RSA Cipher的時(shí)候要加一個(gè)參數(shù)

Cipher cipher = Cipher.getInstance("RSA/ECB/OAEPWithSHA-256AndMGF1Padding");
cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key, new OAEPParameterSpec("SHA-256", "MGF1", MGF1ParameterSpec.SHA256, PSource.PSpecified.DEFAULT));


  • java在初始化AES Cipher時(shí)候我指定了CBC模式和PKCS5Padding填充模式
Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES/CBC/PKCS5Padding");

在python中我也指定了CBC模式，但是在實(shí)現(xiàn)填充的時(shí)候?qū)崿F(xiàn)的是NoPadding模式，導(dǎo)致亂碼的出現(xiàn)，應(yīng)該寫成下面這樣：

    def __pad(self, text):
        # 填充方法，加密內(nèi)容必須為16字節(jié)的倍數(shù)
        text_length = len(text)
        amount_to_pad = AES.block_size - (text_length % AES.block_size)
        if amount_to_pad == 0:
            amount_to_pad = AES.block_size
        pad = chr(amount_to_pad)
        return text + pad * amount_to_pad

    def __unpad(self, text):
        # 截取填充的字符
        pad = ord(text[-1])
        return text[:-pad]


  • java對Base64編碼解碼的支持并不友好，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)各種各樣的問題，所以我后面換成別人實(shí)現(xiàn)的Base64編解碼了，python就沒有這樣的問題

下面附上跨語言實(shí)現(xiàn)RSA+AES混合加密解密的代碼

java客戶端模擬發(fā)送加密信息給python服務(wù)器

java代碼

        //明文
        String text = "hello server!";
        //隨機(jī)生成16位aes密鑰
        byte[] aesKey = SecureRandomUtil.getRandom(16).getBytes();
        System.out.println("生成的aes密鑰:\n" + new String(aesKey));
        //使用aes密鑰對數(shù)據(jù)進(jìn)行加密
        String encryptText = AESCipher.encrypt(aesKey, text);
        System.out.println("經(jīng)過aes加密后的數(shù)據(jù):\n" + encryptText);
        //使用客戶端私鑰對aes密鑰簽名
        String signature = RSACipher.sign(Config.CLIENT_PRIVATE_KEY, aesKey);
        System.out.println("簽名:\n" + signature);
        //使用服務(wù)端公鑰加密aes密鑰
        byte[] encryptKey = RSACipher.encrypt(Config.SERVER_PUBLIC_KEY, aesKey);
        System.out.println("加密后的aes密鑰:\n" + new String(encryptKey));

運(yùn)行結(jié)果：

生成的aes密鑰:
qB986f4890CBl9ZU
經(jīng)過aes加密后的數(shù)據(jù):
JYhBn/AGsfRhuf/x2tvtkw==
簽名:
3mHEuVWjAPytInJsC41dprKTAMAJ5mbct4Tv1nzltfC4mxGxOH1B55a9qjkZ0hkUyBw/aukmUNcikSNB27g7kZ+WG3DQMr799fVmX9YA6G8xj3yjM8zvIo13agBtkiZ9Da1tmYC0yynU9CY/6VUYpUYnrs2Ci9Ttir0fDNkhSF8=
加密后的aes密鑰:
u+j5z9A7YrUFFf5UJ4PhynyKVx8/irC1/oFl7xpq0PzQtWxi0RzlrT/OY2L1nqlCOAAFj8Q6JDvrxV66nl/oEhrwvcETr3kcehqZmYJs6xr7ROf6b80UfibifoL7TOs2GhQOdMm0vlRb8vgBEKqc9uX4NN73M4FCH6zzf86mNAI=

python代碼

首先把java生成的加密的aes密鑰和簽名和加密的密文復(fù)制過來，模擬收到客戶端的參數(shù)

# 服務(wù)端代碼
# 模擬接收到客戶端的加密aes密鑰、簽名、加密的密文
encrypt_key = 'u+j5z9A7YrUFFf5UJ4PhynyKVx8/irC1/oFl7xpq0PzQtWxi0RzlrT/OY2L1nqlCOAAFj8Q6JDvrxV66nl/oEhrwvcETr3kcehqZmYJs6xr7ROf6b80UfibifoL7TOs2GhQOdMm0vlRb8vgBEKqc9uX4NN73M4FCH6zzf86mNAI='
signature = '3mHEuVWjAPytInJsC41dprKTAMAJ5mbct4Tv1nzltfC4mxGxOH1B55a9qjkZ0hkUyBw/aukmUNcikSNB27g7kZ+WG3DQMr799fVmX9YA6G8xj3yjM8zvIo13agBtkiZ9Da1tmYC0yynU9CY/6VUYpUYnrs2Ci9Ttir0fDNkhSF8='
encrypt_text = 'JYhBn/AGsfRhuf/x2tvtkw=='

# 使用服務(wù)端私鑰對加密后的aes密鑰解密
aes_key = rsa_cipher.decrypt(Config.SERVER_PRIVATE_KEY, encrypt_key)
print('解密后的aes密鑰:\n%s' % aes_key)

# 使用客戶端公鑰驗(yàn)簽
result = rsa_cipher.verify(Config.CLIENT_PUBLIC_KEY, aes_key, signature)
print('驗(yàn)簽結(jié)果:\n%s' % result)

# 使用aes私鑰解密密文
aes_cipher = AESCipher(aes_key)
decrypt_text = aes_cipher.decrypt(encrypt_text)
print('經(jīng)過aes解密后的數(shù)據(jù):\n%s' % decrypt_text)

運(yùn)行結(jié)果：

解密后的aes密鑰:
b'qB986f4890CBl9ZU'
驗(yàn)簽結(jié)果:
True
經(jīng)過aes解密后的數(shù)據(jù):
hello server!


python服務(wù)器模擬發(fā)送加密信息給java客戶端

python代碼

# 明文
text = 'hello client!'

# 隨機(jī)生成aes的密鑰
aes_key = get_random_bytes(16)
print('隨機(jī)生成的aes密鑰:\n%s' % aes_key)

aes_cipher = AESCipher(aes_key)
rsa_cipher = RSACipher()

# 使用aes密鑰對數(shù)據(jù)進(jìn)行加密
encrypt_text = aes_cipher.encrypt(text)
print('經(jīng)過aes加密后的數(shù)據(jù):\n%s' % encrypt_text)

# 使用客戶端私鑰對aes密鑰簽名
signature = rsa_cipher.sign(Config.CLIENT_PRIVATE_KEY, aes_key)
print('簽名:\n%s' % signature)

# 使用服務(wù)端公鑰加密aes密鑰
encrypt_key = rsa_cipher.encrypt(Config.SERVER_PUBLIC_KEY, aes_key)
print('加密后的aes密鑰:\n%s' % encrypt_key)

運(yùn)行結(jié)果：

隨機(jī)生成的aes密鑰:
b'\x99\x89\xad\x1b\xf4>6\xc27N8\xec\x85\xc00\x89'
經(jīng)過aes加密后的數(shù)據(jù):
9VpY0ZHvCSbfapOn/obRvg==
簽名:
b'Cbcrf/WrmXMovWyueuDwfQtCRIY9PUDBZOf9npnuCj3tBlzZe2OJdZzlvXC2b5C4EC90eRR/NUTGFu5/HZ0n3+p/PtQBWMjEuuIDCC7+xraCG7MlcQPgpHOxyuZJRlRz8nNND8j4C6t/GJ6p5U80nTz3QD4QXHh2m3CKeNmt/B4='
加密后的aes密鑰:
b'bJT8chyoHaFNG+Cvrc11sPSYzO0WeiiO/UJTHp44On7sfTOxmfard7z0GHPqp3HDT1qFkILUUPQqF7NZSys2VwgYHFxWgisif/CPHWAJ2t7zWSTunOChd6OGqH+n4pbzIsJjYJLFgNYPCNA6IB3Qlcm7DYDjDCVbvttVjHxSyRU='

java代碼

        //服務(wù)端代碼
        //模擬接收到客戶端的加密的aes密鑰和簽名和加密的密文
        byte[] encryptKey = "bJT8chyoHaFNG+Cvrc11sPSYzO0WeiiO/UJTHp44On7sfTOxmfard7z0GHPqp3HDT1qFkILUUPQqF7NZSys2VwgYHFxWgisif/CPHWAJ2t7zWSTunOChd6OGqH+n4pbzIsJjYJLFgNYPCNA6IB3Qlcm7DYDjDCVbvttVjHxSyRU=".getBytes();
        String signature = "Cbcrf/WrmXMovWyueuDwfQtCRIY9PUDBZOf9npnuCj3tBlzZe2OJdZzlvXC2b5C4EC90eRR/NUTGFu5/HZ0n3+p/PtQBWMjEuuIDCC7+xraCG7MlcQPgpHOxyuZJRlRz8nNND8j4C6t/GJ6p5U80nTz3QD4QXHh2m3CKeNmt/B4=";
        String encryptText = "9VpY0ZHvCSbfapOn/obRvg==";
        //使用服務(wù)端私鑰對加密后的aes密鑰解密
        byte[] aesKey = RSACipher.decrypt(Config.SERVER_PRIVATE_KEY, encryptKey);
        System.out.println("解密后的aes密鑰:\n" + Arrays.toString(aesKey));
        //使用客戶端公鑰驗(yàn)簽
        Boolean result = RSACipher.checkSign(Config.CLIENT_PUBLIC_KEY, aesKey, signature);
        System.out.println("驗(yàn)簽結(jié)果:\n" + result);
        //使用aes私鑰解密密文
        String decryptText = AESCipher.decrypt(aesKey, encryptText);
        System.out.println("經(jīng)過aes解密后的數(shù)據(jù):\n" + decryptText);

運(yùn)行結(jié)果：

解密后的aes密鑰:
[-103, -119, -83, 27, -12, 62, 54, -62, 55, 78, 56, -20, -123, -64, 48, -119]
驗(yàn)簽結(jié)果:
true
經(jīng)過aes解密后的數(shù)據(jù):
hello client!

附上源碼：
https://github.com/taoyimin/rsa-aes-python
https://github.com/taoyimin/rsa-aes-java

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