RSA签名和验签说明

最近遇到一个项目，需要进行RSA的验签，RSA的密钥为2048位即256个字节长。

上游是先对一个文件进行SHA256做hash，得到32字节的摘要，然后进行填充，填充规则为前面两个字节为0x00,0x01，然后填充全FF，接下来是32字节的摘要数据，这样填充之后的总数据长度为256字节，然后使用RSA的私钥对这256字节进行签名，下发下来，下游需要对这个签名进行处理，得到原始摘要，然后跟自己计算的摘要比对，验证通过则合法。

涉及的知识点如下：

一、RSA签名算法的填充方式，常用的有如下三种

1、RSA/ECB/PKCS1Padding 填充模式，最常用的模式

要求:
输入：必须比 RSA 密钥长度短至少11个字节, 否则会报错，数据不足时由接口自动进行随机填充
如果输入的明文过长，必须切割，　然后填充

输出：和RSA密钥长度一样长

根据这个要求，对于2048bit的密钥，　block length = 2048/8 – 11 = 245字节

注意：加密的时候会在你的明文中随机填充一些数据，所以会导致对同样的明文每次加密后的结果都不一样。

对加密后的密文，服务器使用相同的填充方式都能解密。解密后的明文也就是之前加密的明文。

如果是私钥签名，那么填充的前面两个字节为0x00和0x01(表示私钥签名)，如果是公钥签名，那么填充的签名的两个字节为0x00和0x02(表示公钥签名)，然后填充全FF，在填充最后的有效数据之前，会填充一个00，然后后面就全部是有效数据，所以使用RSA签名的数据再解密之后得到的数据在真是数据之前一定有00，否则就是输入没有严格遵守RSA/ECB/PKCS1Padding填充方式

2.RSA_PKCS1_OAEP_PADDING
输入：必须比 RSA 密钥长度短至少41个字节, 否则会报错，数据不足时由接口自动进行随机填充

输出：和RSA密钥长度一样长

3.RSA/ECB/NoPadding　　不填充

输入：可以和RSA钥模长一样长，如果输入的明文过长，必须切割，然后填充，这种方式需要自己手动进行填充好输入数据

输出：和RSA密钥长度一样长

跟DES，AES一样，　RSA也是一个块加密算法（ block cipher algorithm），总是在一个固定长度的块上进行操作。

但跟AES等不同的是，　block length是跟key length有关的。

每次RSA加密的明文的长度是受RSA填充模式限制的，但是RSA每次加密的块长度就是密钥长度

具体代码片段如下：

/**
* RSA签名
*
* @param key RSA的密钥公钥用X.509编码；私钥用PKCS#8编码
* @param data 输入数据
* @param mode 0-加密，1-解密
* @param type 0-私钥加密，公钥解密 1-公钥加密，私钥解密
* @return 签名后的数据为null表示操作失败
*/
public static String generateRSA(String key, String data, int mode, int type) {
try {
// 判断加密还是解密
int opmode = (mode == 0) ? Cipher.ENCRYPT_MODE
: Cipher.DECRYPT_MODE;

KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance("RSA");

Key strkey = null;
if (mode != type) { // 生成公钥
KeySpec keySpec = new X509EncodedKeySpec(
Base64.decodeBase64(key)); // X.509编码
strkey = keyFactory.generatePublic(keySpec);
} else { // 生成私钥
KeySpec keySpec = new PKCS8EncodedKeySpec(
Base64.decodeBase64(key)); // PKCS#8编码
strkey = keyFactory.generatePrivate(keySpec);
}

// 获得一个RSA的Cipher类，使用私钥加密
// RSA/ECB/NoPadding表示无填充，待加密数据长度必须跟密钥长度一致，填充需要自己完成
// RSA/ECB/PKCS1Padding表示PKCS#1填充，前面填充0x00,0x01(私钥加密，公钥加密是02)，然后填充0xFF，在数据之前再填充一个0x00，接下来是真正传入的数据，待加密数据需要小于密钥数据-11，这个是自动填充
Cipher cipher = Cipher.getInstance("RSA/ECB/NoPadding"); // ,
// 初始化
cipher.init(opmode, strkey);
byte[] byteData = str2bytes(data);
System.out.println("generateRSA doFinal字节长度为： " + byteData.length);
// 返回加解密结果
return (bytesToHexString(cipher.doFinal(byteData)))
.toUpperCase(Locale.getDefault());// 开始计算
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
System.out.println(e.getMessage());
}
return null;
}