在java中使用rsa加密和解密大文件

Question

我正在使用 RSA 算法对大小超过 rsa 密钥大小的文件进行加密和解密。

在下面的加密代码中，我以块方式读取文件内容并转换为密文。块大小为 32 字节。

FileInputStream fin1 = new FileInputStream(genfile);

FileOutputStream fout = new FileOutputStream(seedcipher);

byte[] block = new byte[32];
int i;
while ((i = fin1.read(block)) != -1)
{
    byte[] inputfile= cipher.doFinal(block);
    fout.write(inputfile);
}

fin1.close();

在解密部分，在我提到块大小为 128 字节的代码中进行了相同的逐块解密

FileInputStream fin1 = new FileInputStream(encryptedfile);
FileOutputStream fout = new FileOutputStream(seedcipher);

DataInputStream dos =new DataInputStream(fin1);
DataOutputStream dosnew =new DataOutputStream(fout);
byte[] block = new byte[128];
int i;
while ((i = fin1.read(block)) != -1)
{
    byte[] inputfile= cipher.doFinal(block);
      fout.write(inputfile);
}

输入文件大小为 81.3 kB，文件包含

0 1 2 3 4.....29000

文件解密后，输出包含一些不相关的额外值。为什么结果中有额外的数据？

Answer 1

您逐块读取的 IO 代码不正确：

while ((i = fin1.read(block)) != -1) {
    byte[] inputfile= cipher.doFinal(block);
    fout.write(inputfile);
}

1. 假定每次您要求读取一个块时，都会读取整个块。情况不一定如此。只能读取几个字节。实际读取的字节数由 read() 方法返回（并存储在i 中）。你不应该忽视它。
2. 最后一个块很有可能是不完整的，除非您的文件大小是 32 的倍数。所以在最后一次迭代中，您正在加密文件的最后 N 个剩余字节 + 32 - N 个字节在上一次迭代中存储在字节数组中。

使用 RSA 加密大文件不是一个好主意。例如，您可以生成一个随机 AES 密钥，使用 RSA 对其进行加密并将其存储在输出文件中，然后使用 AES 对文件本身进行加密，这样速度更快，并且对大输入没有任何问题。解密将读取加密的 AES 密钥，对其进行解密，然后使用 AES 解密文件的其余部分。

Answer 2

混合密码系统

示例：对于 1024 位密钥，您可以加密大约 1024 / 8 = 128 字节
注意：确切值为 128 字节 - 11 字节用于填充

您可以使用对称密钥来加密和解密要传输的数据（> 128 字节）。 RSA 只能在一定程度上加密数据（例如 128 字节），这取决于 RSA 密钥长度。

这意味着如果您要传输大于 128 字节的任何内容，您必须先传输一个

1. 生成对称密钥（
2. 使用 RSA 加密对称密钥
3. 传输加密的对称密钥
4. 使用 RSA 解密对称密钥
5. 使用对称密钥加密数据（> 128 字节）
6. 传输加密数据
7. 使用对称密钥解密加密数据

或者（同时传输加密的对称密钥和加密的数据）

1. 生成对称密钥（
2. 使用 RSA 加密对称密钥
3. 使用对称密钥加密数据（> 128 字节）
4. 传输加密的对称密钥和加密数据
5. 使用 RSA 解密对称密钥
6. 使用对称密钥解密加密数据

更多信息，请点击here (Hybrid cryptosystem)

Answer 3

您可以通过运行长度编码来解决这个问题。使用DataOutputStream 在开头写入一个整数，表示之后写入的字节数。解密时，读取该整数，并仅使用它所说的字节数。

我注意到您以错误的方式使用 Cipher 类。使用update 方法将字节添加到cipher，并且只使用一次doFinal。使用 this 重载版本的更新方法很重要。将inputOffset 参数设置为零，将inputLen 参数设置为i。这将确保 Cipher 只使用它应该使用的字节。

请参阅 JB Nizets 的答案。