本篇内容介绍了“SpringBoot如何实现RAS+AES自动接口解密”的有关知识，在实际案例的操作过程中，不少人都会遇到这样的困境，接下来就让小编带领大家学习一下如何处理这些情况吧！希望大家仔细阅读，能够学有所成！
一、讲个事故
接口安全老生常谈了
过年之前做了过一款飞机大战的H5小游戏，里面无限模式-需要保存用户的积分，因为使用的Body传参，参数是可见的，为了接口安全我，我和前端约定了传递参数是：用户无限模式的积分+“我们约定的一个数字”+用户id的和，在用
Base64加密，请求到服务器我再解密，出用户无限模式的积分；如下：
{
"integral": "MTExMTM0NzY5NQ==",
}可是过年的时候，运营突然找我说无限模式积分排行榜分数不对：
这就很诡异了，第二名才一万多分，第一名就40多万分！！！！
一开始我以为是我解密有问题，反复看了好几变，可就两三行代码不可能有问题的！！！
没办法我去翻了好久的日志，才发现这个用户把我接口参数给改了。。。。
他把
Base64接口参数改了
事已至此，我也不能怪用户，谁让我把人家想得太简单，接口安全也没到位
所以年后上班第一件是就是把接口加密的工作搞起来
目前常用的加密方式就对称性加密和非对称性加密，加密解密的操作的肯定是大家知道的，最重要的使用什么加密解密方式，制定什么样的加密策略；考虑到我技术水平和接口的速度，采用的是RAS非对称加密和AES对称加密一起用！！！！
二、RSA和AES基础知识
1、非对称加密和对称加密
非对称加密
非对称加密算法是一种密钥的保密方法。 非对称加密算法需要两个密钥：公开密钥（publickey:简称公钥）和私有密钥（privatekey:简称私钥）。 公钥与私钥是一对，如果用公钥对数据进行加密，只有用对应的私钥才能解密。 因为加密和解密使用的是两个不同的密钥，所以这种算法叫作非对称加密算法。
对称加密
加密秘钥和解密秘钥是一样，当你的密钥被别人知道后，就没有秘密可言了
AES 是对称加密算法，优点：加密速度快；缺点：如果秘钥丢失，就容易解密密文，安全性相对比较差
RSA 是非对称加密算法 ， 优点：安全 ；缺点：加密速度慢
2、RSA基础知识
RSA——非对称加密，会产生公钥和私钥，公钥在客户端，私钥在服务端。公钥用于加密，私钥用于解密。
大概的流程：
客户端向服务器发送消息： 客户端用公钥加密信息，发送给服务端，服务端再用私钥机密
服务器向客户端发送消息：服务端用私钥加密信息，发送给客户端，客户端再用公钥机密
当然中间要保障密钥的安全，还有很多为了保障数据安全的操作，比如数字签名，证书签名等等，在这我们就先不说了；
RSA加密解密算法支持三种填充模式，
分别是
ENCRYPTION_OAEP、
ENCRYPTION_PKCS1、
ENCRYPTION_NONE，RSA填充是为了和公钥等长。
ENCRYPTION_OAEP：最优非对称加密填充，是RSA加密和RSA解密最新最安全的推荐填充模式。
ENCRYPTION_PKCS1：随机填充数据模式，每次加密的结果都不一样，是RSA加密和RSA解密使用最为广泛的填充模式。
ENCRYPTION_NONE：不填充模式，是RSA加密和RSA解密使用较少的填充模式。
RSA 常用的加密填充模式
RSA/None/PKCS1Padding
RSA/ECB/PKCS1Padding
知识点：
Java 默认的 RSA 实现是 RSA/None/PKCS1Padding
在创建RSA秘钥对时，长度最好选择 2048的整数倍，长度为1024在已经不很安全了
一般由服务器创建秘钥对，私钥保存在服务器，公钥下发至客户端
DER是RSA密钥的二进制格式，PEM是DER转码为Base64的字符格式，由于DER是二进制格式，不便于阅读和理解。一般而言，密钥都是通过PEM的格式进行存储的
/**
* 生成密钥对
* @param keyLength 密钥长度
* @return KeyPair
*/
public static KeyPair getKeyPair(int keyLength) {
try {
KeyPairGenerator keyPairGenerator = KeyPairGenerator.getInstance("RSA"); //默认:RSA/None/PKCS1Padding
keyPairGenerator.initialize(keyLength);
return keyPairGenerator.generateKeyPair();
} catch (NoSuchAlgorithmException e) {
throw new RuntimeException("生成密钥对时遇到异常" + e.getMessage());
}
}
/**
* 获取公钥
*/
public static byte[] getPublicKey(KeyPair keyPair) {
RSAPublicKey rsaPublicKey = (RSAPublicKey) keyPair.getPublic();
return rsaPublicKey.getEncoded();
}
/**
* 获取私钥
*/
public static byte[] getPrivateKey(KeyPair keyPair) {
RSAPrivateKey rsaPrivateKey = (RSAPrivateKey) keyPair.getPrivate();
return rsaPrivateKey.getEncoded();
}3、AES基础知识
AES 简介 AES加密解密算法是一种可逆的对称加密算法，这类算法在加密和AES解密时使用相同的密钥，或是使用两个可以简单地相互推算的密钥，一般用于服务端对服务端之间对数据进行加密解密。它是一种为了替代原先DES、3DES而建立的高级加密标准（Advanced Encryption Standard）。作为可逆且对称的块加密，AES加密算法的速度比公钥加密等加密算法快很多，在很多场合都需要AES对称加密，但是要求加密端和解密端双方都使用相同的密钥是AES算法的主要缺点之一。
AES加密解密
AES加密需要：明文 + 密钥+ 偏移量（IV）+密码模式(算法/模式/填充) AES解密需要：密文 + 密钥+ 偏移量（IV）+密码模式(算法/模式/填充)
AES的算法模式一般为
AES/CBC/PKCS5Padding或
AES/CBC/PKCS7Padding
AES常见的工作模式：
电码本模式(ECB)
密码分组链接模式(CBC)
计算器模式(CTR)
密码反馈模式(CFB)
输出反馈模式(OFB)
除了ECB无须设置初始化向量IV而不安全之外，其它AES工作模式都必须设置向量IV，其中GCM工作模式较为特殊。
AES填充模式
块密码只能对确定长度的数据块进行处理，而消息的长度通常是可变的，因此需要选择填充模式。
填充区别：在ECB、CBC工作模式下最后一块要在加密前进行填充，其它不用选择填充模式；
填充模式：AES支持的填充模式为PKCS7和NONE不填充。其中PKCS7标准是主流加密算法都遵循的数据填充算法。AES标准规定的区块长度为固定值128Bit，对应的字节长度为16位，这明显和PKCS5标准规定使用的固定值8位不符，虽然有些框架特殊处理后可以通用PKCS5，但是从长远和兼容性考虑，推荐PKCS7。
AES密钥KEY和初始化向量IV
初始化向量IV可以有效提升安全性，但是在实际的使用场景中，它不能像密钥KEY那样直接保存在配置文件或固定写死在代码中，一般正确的处理方式为：在加密端将IV设置为一个16位的随机值，然后和加密文本一起返给解密端即可。
密钥KEY：AES标准规定区块长度只有一个值，固定为128Bit，对应的字节为16位。AES算法规定密钥长度只有三个值，128Bit、192Bit、256Bit，对应的字节为16位、24位和32位，其中密钥KEY不能公开传输，用于加密解密数据；
初始化向量IV：该字段可以公开，用于将加密随机化。同样的明文被多次加密也会产生不同的密文，避免了较慢的重新产生密钥的过程，初始化向量与密钥相比有不同的安全性需求，因此IV通常无须保密。然而在大多数情况中，不应当在使用同一密钥的情况下两次使用同一个IV，一般推荐初始化向量IV为16位的随机值。
三、加密策略
RAS、AES加密解密的操作都是一样，如果有效的结合到一起才能达到更好的加密效果很重要；
上面说到：
AES 是对称加密算法，优点：加密速度快；缺点：如果秘钥丢失，就容易解密密文，安全性相对比较差
RSA 是非对称加密算法 ， 优点：安全 ；缺点：加密速度慢
1、主要思路：
那么我们就结合2个加密算法的优点来操作：
1、因为接口传递的参数有多有少，当接口传递的参数过多时，使用RSA加密会导致加密速度慢，所以我们使用AES加密加密接口参数
2、因为AES的密钥key和偏移量VI都是固定的所以可以使用RSA加密
3、客户端将AES加密后的密文和RSA加密后的密文，传递给服务器即可。
2、涉及工具类：
util包下：
ActivityRSAUtilAES256UtilRequestDecryptionUtil
3、加密策略
4、交互方式
前端：
1、客户端随机生成2个16为的AES密钥和AES偏移量
2、使用AES加密算法加密真实传递参数，得到参数密文“asy”
3、将AES密钥、AES偏移量和当前时间戳，格式如下：
key：密钥
keyVI：偏移量
time：请求时间，用户判断是否重复请求
{
"key":"0t7FtCDKofbEVpSZS",
"keyVI":"0t7WESMofbEVpSZS",
"time":211213232323323
}
//转成JSON字符串4、AES信息密钥信息，再使用RSA公钥加密，得到AES密钥的密文“sym”
5、将“sym”和“asy”作为body参数，调用接口
后端：
1、在接口接收参数中，多增加2个字段接收加密后的“sym”和“asy” （名字可以自己定，能接收到就行）
2、使用RequestDecryptionUtil.getRequestDecryption（）方法解密，返回解密后的真实传递参数
四、服务器自动解密
因为不是每个接口都需求加密解密，我们可以自定义一个注解，将需要解密的接口上加一个这个注解，
1、自定义解密注解：
@RequestRSA
import java.lang.annotation.Documented;
import java.lang.annotation.ElementType;
import java.lang.annotation.Retention;
import java.lang.annotation.RetentionPolicy;
import java.lang.annotation.Target;
@Target({ElementType.TYPE, ElementType.METHOD})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
public @interface RequestRSA {
}2、创建一个aop切片
1、AOP判断controller接收到请求是否带有
@RequestRSA注解
2、如果带有注解，通过ProceedingJoinPoint类getArgs()方法获取请求的body参数，
3、将body参数，传为JSONObject类，获取到"asy"和"sym"属性，再调用RequestDecryptionUtil解密获取接口传递的真实参数
4、获取接口入参的类
5、将获取解密后的真实参数，封装到接口入参的类中
import com.alibaba.fastjson.JSONObject;
import app.activity.common.interceptor.RequestRSA;
import app.activity.util.RequestDecryptionUtil;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.aspectj.lang.ProceedingJoinPoint;
import org.aspectj.lang.annotation.Around;
import org.aspectj.lang.annotation.Aspect;
import org.aspectj.lang.annotation.Pointcut;
import org.aspectj.lang.reflect.MethodSignature;
import org.springframework.core.annotation.Order;
import org.springframework.stereotype.Component;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestBody;
import java.lang.reflect.Method;
import java.lang.reflect.Parameter;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.Objects;
/**
* @module
* @author: qingxu.liu
* @date: 2023-02-08 16:41
* @copyright 请求验证RSA & AES 统一验证切面
**/
@Aspect
@Component
@Order(2)
@Slf4j
public class RequestRSAAspect {
/**
* 1> 获取请求参数
* 2> 获取被请求接口的入参类型
* 3> 判断是否为get请求 是则跳过AES解密判断
* 4> 请求参数解密->封装到接口的入参
*/
@Pointcut("execution(public * app.activity.controller.*.*(..))")
public void requestRAS() {
}
@Around("requestRAS()")
public Object doAround(ProceedingJoinPoint joinPoint) throws Throwable {
//=======AOP解密切面通知=======
MethodSignature methodSignature = (MethodSignature) joinPoint.getSignature();
Method methods = methodSignature.getMethod();
RequestRSA annotation = methods.getAnnotation(RequestRSA.class);
if (Objects.nonNull(annotation)){
//获取请求的body参数
Object data = getParameter(methods, joinPoint.getArgs());
String body = JSONObject.toJSONString(data);
//获取asy和sym的值
JSONObject jsonObject = JSONObject.parseObject(body);
String asy = jsonObject.get("asy").toString();
String sym = jsonObject.get("sym").toString();
//调用RequestDecryptionUtil方法解密，获取解密后的真实参数
JSONObject decryption = RequestDecryptionUtil.getRequestDecryption(sym, asy);
//获取接口入参的类
String typeName = joinPoint.getArgs()[0].getClass().getTypeName();
System.out.println("参数值类型："+ typeName);
Class<?> aClass = joinPoint.getArgs()[0].getClass();
//将获取解密后的真实参数，封装到接口入参的类中
Object o = JSONObject.parseObject(decryption.toJSONString(), aClass);
Object[] as = {o};
return joinPoint.proceed(as);
}
return joinPoint.proceed();
}
/**
* 根据方法和传入的参数获取请求参数 获取的是接口的入参
*/
private Object getParameter(Method method, Object[] args) {
List<Object> argList = new ArrayList<>();
Parameter[] parameters = method.getParameters();
for (int i = 0; i < parameters.length; i++) {
//将RequestBody注解修饰的参数作为请求参数
RequestBody requestBody = parameters[i].getAnnotation(RequestBody.class);
if (requestBody != null) {
argList.add(args[i]);
}
}
if (argList.size() == 0) {
return null;
} else if (argList.size() == 1) {
return argList.get(0);
} else {
return argList;
}
}
}3、RequestDecryptionUtil 解密类
1、使用privateKey私钥对”sym“解密获取到客户端加密的AES密钥，偏移量、时间等信息
{
"key":"0t7FtSMofbEVpSZS",
"keyVI":"0t7FtSMofbEVpSZS",
"time":211213232323323
}2、获取当前时间戳，与time比较是否超过一分钟（6000毫秒），超过就抛出“Request timed out, please try again”异常
3、没有超时，将获取的到AES密钥和偏移量，再对“asy”解密获取接口传递的真实参数
import com.alibaba.fastjson.JSONObject;
import app.activity.common.rsa.RSADecodeData;
import app.common.exception.ServiceException;
import java.security.interfaces.RSAPrivateKey;
import java.util.Objects;
/**
* @module
* @author: qingxu.liu
* @date: 2023-02-09 17:43
* @copyright
**/
public class RequestDecryptionUtil {
private final static String publicKey = "RSA生成的公钥";
private final static String privateKey = "RSA生成的私钥";
private final static Integer timeout = 60000;
/**
*
* @param sym RSA 密文
* @param asy AES 密文
* @param clazz 接口入参类
* @return Object
*/
public static <T> Object getRequestDecryption(String sym, String asy, Class<T> clazz){
//验证密钥
try {
//解密RSA
RSAPrivateKey rsaPrivateKey = ActivityRSAUtil.getRSAPrivateKeyByString(privateKey);
String RSAJson = ActivityRSAUtil.privateDecrypt(sym, rsaPrivateKey);
RSADecodeData rsaDecodeData = JSONObject.parseObject(RSAJson, RSADecodeData.class);
boolean isTimeout = Objects.nonNull(rsaDecodeData) && Objects.nonNull(rsaDecodeData.getTime()) && System.currentTimeMillis() - rsaDecodeData.getTime() < timeout;
if (!isTimeout){
throw new ServiceException("Request timed out, please try again."); //请求超时
}
//解密AES
String AESJson = AES256Util.decode(rsaDecodeData.getKey(),asy,rsaDecodeData.getKeyVI());
System.out.println("AESJson: "+AESJson);
return JSONObject.parseObject(AESJson,clazz);
} catch (Exception e) {
throw new RuntimeException("RSA decryption Exception: " +e.getMessage());
}
}
public static JSONObject getRequestDecryption(String sym, String asy){
//验证密钥
try {
//解密RSA
RSAPrivateKey rsaPrivateKey = ActivityRSAUtil.getRSAPrivateKeyByString(privateKey);
String RSAJson = ActivityRSAUtil.privateDecrypt(sym, rsaPrivateKey);
RSADecodeData rsaDecodeData = JSONObject.parseObject(RSAJson, RSADecodeData.class);
boolean isTimeout = Objects.nonNull(rsaDecodeData) && Objects.nonNull(rsaDecodeData.getTime()) && System.currentTimeMillis() - rsaDecodeData.getTime() < timeout;
if (!isTimeout){
throw new ServiceException("Request timed out, please try again."); //请求超时
}
//解密AES
String AESJson = AES256Util.decode(rsaDecodeData.getKey(),asy,rsaDecodeData.getKeyVI());
System.out.println("AESJson: "+AESJson);
return JSONObject.parseObject(AESJson);
} catch (Exception e) {
throw new RuntimeException("RSA decryption Exception: " +e.getMessage());
}
}
}4、ActivityRSAUtil 工具类
import org.apache.commons.io.IOUtils;
import javax.crypto.Cipher;
import java.io.ByteArrayOutputStream;
import java.security.*;
import java.security.interfaces.RSAPrivateKey;
import java.security.interfaces.RSAPublicKey;
import java.security.spec.PKCS8EncodedKeySpec;
import java.security.spec.X509EncodedKeySpec;
import java.util.Base64;
/**
* @module
* @author: qingxu.liu
* @date: 2023-02-07 16:54
* @copyright
**/
public class ActivityRSAUtil {
/**
* 字符集
*/
public static String CHARSET = "UTF-8";
/**
* 生成密钥对
* @param keyLength 密钥长度
* @return KeyPair
*/
public static KeyPair getKeyPair(int keyLength) {
try {
KeyPairGenerator keyPairGenerator = KeyPairGenerator.getInstance("RSA"); //默认:RSA/None/PKCS1Padding
keyPairGenerator.initialize(keyLength);
return keyPairGenerator.generateKeyPair();
} catch (NoSuchAlgorithmException e) {
throw new RuntimeException("生成密钥对时遇到异常" + e.getMessage());
}
}
/**
* 获取公钥
*/
public static byte[] getPublicKey(KeyPair keyPair) {
RSAPublicKey rsaPublicKey = (RSAPublicKey) keyPair.getPublic();
return rsaPublicKey.getEncoded();
}
/**
* 获取私钥
*/
public static byte[] getPrivateKey(KeyPair keyPair) {
RSAPrivateKey rsaPrivateKey = (RSAPrivateKey) keyPair.getPrivate();
return rsaPrivateKey.getEncoded();
}
/**
* 公钥字符串转PublicKey实例
* @param publicKey 公钥字符串
* @return PublicKey
* @throws Exception e
*/
public static PublicKey getPublicKey(String publicKey) throws Exception {
byte[] publicKeyBytes = Base64.getDecoder().decode(publicKey.getBytes());
X509EncodedKeySpec keySpec = new X509EncodedKeySpec(publicKeyBytes);
KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance("RSA");
return keyFactory.generatePublic(keySpec);
}
/**
* 私钥字符串转PrivateKey实例
* @param privateKey 私钥字符串
* @return PrivateKey
* @throws Exception e
*/
public static PrivateKey getPrivateKey(String privateKey) throws Exception {
byte[] privateKeyBytes = Base64.getDecoder().decode(privateKey.getBytes());
PKCS8EncodedKeySpec keySpec = new PKCS8EncodedKeySpec(privateKeyBytes);
KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance("RSA");
return keyFactory.generatePrivate(keySpec);
}
/**
* 获取公钥字符串
* @param keyPair KeyPair
* @return 公钥字符串
*/
public static String getPublicKeyString(KeyPair keyPair){
RSAPublicKey publicKey = (RSAPublicKey) keyPair.getPublic(); // 得到公钥
return new String(org.apache.commons.codec.binary.Base64.encodeBase64(publicKey.getEncoded()));
}
/**
* 获取私钥字符串
* @param keyPair KeyPair
* @return 私钥字符串
*/
public static String getPrivateKeyString(KeyPair keyPair){
RSAPrivateKey privateKey = (RSAPrivateKey) keyPair.getPrivate(); // 得到私钥
return new String(org.apache.commons.codec.binary.Base64.encodeBase64((privateKey.getEncoded())));
}
/**
* 公钥加密
* @param data 明文
* @param publicKey 公钥
* @return 密文
*/
public static String publicEncrypt(String data, RSAPublicKey publicKey) {
try {
Cipher cipher = Cipher.getInstance("RSA");
cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, publicKey);
byte[] bytes = rsaSplitCodec(cipher, Cipher.ENCRYPT_MODE, data.getBytes(CHARSET), publicKey.getModulus().bitLength());
return new String(org.apache.commons.codec.binary.Base64.encodeBase64(bytes));
} catch (Exception e) {
throw new RuntimeException("加密字符串[" + data + "]时遇到异常"+ e.getMessage());
}
}
/**
* 私钥解密
* @param data 密文
* @param privateKey 私钥
* @return 明文
*/
public static String privateDecrypt(String data, RSAPrivateKey privateKey) {
try {
Cipher cipher = Cipher.getInstance("RSA");
cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, privateKey);
return new String(rsaSplitCodec(cipher, Cipher.DECRYPT_MODE, Base64.getDecoder().decode(data), privateKey.getModulus().bitLength()), CHARSET);
} catch (Exception e) {
throw new RuntimeException("privateKey解密字符串[" + data + "]时遇到异常"+ e.getMessage());
}
}
/**
* 私钥加密
* @param content 明文
* @param privateKey 私钥
* @return 密文
*/
public static String encryptByPrivateKey(String content, RSAPrivateKey privateKey){
try {
Cipher cipher = Cipher.getInstance("RSA");
cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, privateKey);
byte[] bytes = rsaSplitCodec(cipher, Cipher.ENCRYPT_MODE,content.getBytes(CHARSET), privateKey.getModulus().bitLength());
return new String(org.apache.commons.codec.binary.Base64.encodeBase64(bytes));
} catch (Exception e) {
throw new RuntimeException("privateKey加密字符串[" + content + "]时遇到异常" + e.getMessage());
}
}
/**
* 公钥解密
* @param content 密文
* @param publicKey 私钥
* @return 明文
*/
public static String decryByPublicKey(String content, RSAPublicKey publicKey){
try {
Cipher cipher = Cipher.getInstance("RSA");
cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, publicKey);
return new String(rsaSplitCodec(cipher, Cipher.DECRYPT_MODE, Base64.getDecoder().decode(content), publicKey.getModulus().bitLength()), CHARSET);
} catch (Exception e) {
throw new RuntimeException("publicKey解密字符串[" + content + "]时遇到异常" +e.getMessage());
}
}
public static RSAPublicKey getRSAPublicKeyByString(String publicKey){
try {
X509EncodedKeySpec keySpec = new X509EncodedKeySpec(Base64.getDecoder().decode(publicKey));
KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance("RSA");
return (RSAPublicKey)keyFactory.generatePublic(keySpec);
} catch (Exception e) {
throw new RuntimeException("String转PublicKey出错" + e.getMessage());
}
}
public static RSAPrivateKey getRSAPrivateKeyByString(String privateKey){
try {
PKCS8EncodedKeySpec pkcs8EncodedKeySpec = new PKCS8EncodedKeySpec(Base64.getDecoder().decode(privateKey));
KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance("RSA");
return (RSAPrivateKey)keyFactory.generatePrivate(pkcs8EncodedKeySpec);
} catch (Exception e) {
throw new RuntimeException("String转PrivateKey出错" + e.getMessage());
}
}
//rsa切割解码 , ENCRYPT_MODE,加密数据 ,DECRYPT_MODE,解密数据
private static byte[] rsaSplitCodec(Cipher cipher, int opmode, byte[] datas, int keySize)&a