Spring Boot + Vue 基于 RSA 的用户身份认证加密机制实现
什么是RSA？
RSA算法是一种非对称加密算法，与对称加密算法不同的是,RSA算法有两个不同的密钥,一个是公钥,一个是私钥
RSA公开密钥密码体制是一种使用不同的加密密钥与解密密钥，"由已知加密密钥推导出解密密钥在计算上是不可行的"密码体制
在公开密钥密码体制中，加密密钥（即公开密钥）PK是公开信息，而解密密钥（即秘密密钥）SK是需要保密的。加密算法E和解密算法D也都是公开的。虽然解密密钥SK是由公开密钥PK决定的，但却不能根据PK计算出SK
正是基于这种理论，1978年出现了著名的RSA算法，它通常是先生成一对RSA密钥，其中之一是保密密钥，由用户保存；另一个为公开密钥，可对外公开，甚至可在网络服务器中注册。为提高保密强度，RSA密钥至少为500位长。这就使加密的计算量很大。为减少计算量，在传送信息时，常采用传统加密方法与公开密钥加密方法相结合的方式，即信息采用改进的DES或IDEA对话密钥加密，然后使用RSA密钥加密对话密钥和信息摘要。对方收到信息后，用不同的密钥解密并可核对信息摘要
安全需求介绍
背景：在安全扫描过程中，系统被检测到存在中危漏洞，影响了用户登录环节的信息安全性
漏洞描述
Web程序在处理用户登录过程中，针对用户名和口令在传输前未采用加密。用户名和口令一旦被恶意攻击者嗅探或暴力破解得到后，可以直接利用它去登录系统。
解决方案：建议对用户名、口令等参数值采用强加密算法，如SHA512、RSA、AES、国密算法等，避免使用MD5、Base64、DES、3DES等弱算法。
问题分析：未加密的敏感信息在传输过程中易被拦截，尤其是在公共网络环境下。这使得系统的认证机制成为攻击目标，存在较高的安全隐患
需求实现：
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在前端使用安全加密算法对用户名和密码进行加密，防止信息裸露传输
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后端解密用户信息并进行验证，同时保障传输数据的完整性与安全性
前后端交互流程
基于RSA加密的登录流程，Web端和服务端的交互过程详细步骤：
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用户发起登录请求：
-
用户在Web端输入登录操作，Web端开始处理登录流程
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Web端向服务端发送一个请求，要求获取RSA加密所需的公钥
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服务端返回公钥：
- 服务端接收到公钥请求后，从系统中读取公钥信息，并将公钥发送回Web端。这个步骤的响应无需校验
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Web端加密用户凭据：
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Web端使用获取到的公钥，对用户的用户名和密码进行加密。加密后的数据用于安全传输，避免敏感信息在网络中被截获
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Web端将加密后的用户名和密码通过HTTPS协议发送给服务端。HTTPS协议提供了额外的安全层，防止中间人攻击
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-
服务端解密并验证：
- 服务端接收到加密的数据后，使用私钥对加密内容进行解密。私钥是严格保密的，只在服务端保存和使用
- 服务端对解密后的用户名和密码进行验证，检查凭据是否正确并符合登录要求
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返回登录结果：
- 服务端验证完成后，将登录验证的结果返回给Web端。结果可以是登录成功或失败的信息
-
Web端处理响应：
- Web端接收并处理服务端返回的登录结果，并显示相应的提示或进行后续操作
前端使用 RSA 加密密码
在前端 Vue.js 中，使用 jsencrypt 库对用户名密码进行加密，并将加密后的用户名密码发送给后端
安装 jsencrypt库
在Vue.js 项目中运行以下命令来安装 jsencrypt：
bash
npm install jsencrypt --save实现敏感信息加密
在 Vue.js 登录页面中，对敏感信息进行加密，然后发送给后端：
javascript
// 引入 jsencrypt 和 Base64 编码库
import JSEncrypt from 'jsencrypt';
// 需要安装 js-base64 库
import { Base64 } from 'js-base64';
export default {
data() {
return {
username: '', // 用户输入的用户名
password: '' // 用户输入的密码
};
},
methods: {
/**
* 使用 RSA 公钥加密字符串
* @param {string} str - 需要加密的字符串
* @returns {string|null} - 加密后的字符串，若失败返回 null
*/
encryptString(str) {
// 初始化 JSEncrypt
const encrypt = new JSEncrypt();
// 设置公钥
const publicKey = `
-----BEGIN PUBLIC KEY-----
...公钥内容...
-----END PUBLIC KEY-----
`;
encrypt.setPublicKey(publicKey);
// 加密字符串并返回加密结果
return encrypt.encrypt(str);
},
/**
* 用户登录逻辑
*/
login() {
// 获取用户输入的用户名和密码
const username = this.username.trim(); // 去除多余空格
const password = this.password.trim();
// 验证用户名和密码是否为空
if (!username || !password) {
this.$message.error('用户名或密码不能为空'); // 提示用户
return;
}
// 加密用户名和密码
const encryptedUsername = this.encryptString(username);
const encryptedPassword = this.encryptString(password);
// 验证加密是否成功
if (!encryptedUsername || !encryptedPassword) {
this.$message.error('加密失败，请检查公钥配置');
return;
}
// Base64 编码的主要作用是将加密后的数据转换成由可见 ASCII 字符组成的字符串，以便在网络传输或存储时避免因特殊字符引发的兼容性问题
const base64EncodedUsername = Base64.encode(encryptedUsername);
const base64EncodedPassword = Base64.encode(encryptedPassword);
// 发送登录请求到后端
this.$axios.post('/api/login', {
username: base64EncodedUsername, // 加密后的用户名
password: base64EncodedPassword // 加密后的密码
}).then(response => {
// 登录成功后的处理逻辑
if (response.data.success) {
this.$message.success('登录成功');
// 跳转到主页面或其他逻辑
} else {
this.$message.error(response.data.message || '登录失败');
}
}).catch(error => {
// 请求失败的处理逻辑
console.error('登录请求失败:', error);
this.$message.error('登录失败，请稍后重试');
});
}
}
};服务器端生成RSA的公私钥文件
Windows环境 生成rsa的公私钥文件
-
安装 OpenSSL ：下载并安装 OpenSSL for Windows，可以从 OpenSSL 官网 下载适合的版本。
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生成 RSA 私钥：
-
在安装目录的bin目录下面，打开命令提示符（
cmd） -
运行以下命令生成一个2048位的私钥文件
private_key.pem：bashopenssl genpkey -algorithm RSA -out private_key.pem -pkeyopt rsa_keygen_bits:2048
-
-
生成 RSA 公钥：
-
使用生成的私钥来提取公钥，运行以下命令：
bashopenssl rsa -pubout -in private_key.pem -out public_key.pem
-
Linux环境 生成rsa的公私钥文件
使用RSA算法生成pem格式的私钥文件，指定密钥长度2048
bash
openssl genpkey -algorithm RSA -out private_key.pem -pkeyopt rsa_keygen_bits:2048使用RSA算法在上述私钥文件基础上生成pem格式的公钥文件
bash
openssl rsa -pubout -in private_key.pem -out public_key.pem执行完成后，会看到输出两份文件 private_key.pem, public_key.pem。
后端代码实现
返回给前端的公钥接口
将生成的两份密钥文件放入指定的目录中，然后在配置文件中配置公私钥文件所属路径
java
/**
* 获取公钥
*/
@GetMapping("/getPublicKey")
public AjaxResult getPublicKey() {
// 加载资源
File file = new File("公钥的文件所属路径");
if (!file.exists()) {
throw new BusinessException("未获取到指定公钥文件");
}
String publicKey;
try (InputStream inputStream = Files.newInputStream(file.toPath())) {
publicKey = IOUtils.toString(inputStream, StandardCharsets.UTF_8);
} catch (IOException e) {
log.error("读取公钥文件失败", e);
// 返回错误信息
return AjaxResultGenerator.error("读取公钥文件失败");
}
// 检查 publicKey 是否为 null 或空字符串
if (publicKey == null || publicKey.isEmpty()) {
return AjaxResultGenerator.error("公钥内容为空");
}
// 删除PEM格式的头部和尾部以及所有空格、换行符
publicKey = publicKey.replace("-----BEGIN PUBLIC KEY-----", "")
.replace("-----END PUBLIC KEY-----", "")
.replaceAll("\\s+", "");
return AjaxResultGenerator.success(publicKey);
}解密前端传入的加密字符串
前端的账户和密码进行rsa加密并且base64编码后，调用正常登录接口login()，readPrivateKeyAndDecode()方法将 RSA 加密并 Base64 编码的字符串解码后，再用 RSA 私钥对解码后的数据进行解密，最终返回解密后的原始数据
pom.xml
xml
<dependency>
<groupId>cn.hutool</groupId>
<artifactId>hutool-all</artifactId>
<version>5.8.26</version>
</dependency>登录和解密方法
java
/**
* 用户名密码登录
*
* @param loginBody 登录信息
* @return 结果
*/
@PostMapping("/v1/login")
public AjaxResult login(@RequestBody LoginBody loginBody) {
// 使用 RSA 私钥解密
String username = readPrivateKeyAndDecode(loginBody.getUsername());
String password = readPrivateKeyAndDecode(loginBody.getPassword());
loginBody.setUsername(username);
loginBody.setPassword(password);
// 执行正常的登录逻辑...
return AjaxResultGenerator.success();
}
/**
* 读取私钥并解密
*
* @param rsaEncoded64Str 已rsa加密并且base64编码后的字符串
* @return
*/
public String readPrivateKeyAndDecode(String rsaEncoded64Str) {
// 加载资源
File file= new File("私钥的文件所属路径");
if (!file.exists()) {
throw new BusinessException("未获取到指定私钥文件");
}
String privateKey;
try (InputStream inputStream = Files.newInputStream(file.toPath())) {
privateKey = IOUtils.toString(inputStream, StandardCharsets.UTF_8);
} catch (IOException e) {
log.error("读取私钥文件失败", e);
throw new BusinessException("读取私钥文件失败：" + e.getMessage());
}
if (StringUtils.isBlank(privateKey)) {
throw new BusinessException("私钥内容为空");
}
// 删除PEM格式的头部和尾部以及所有空格、换行符
privateKey = privateKey.replace("-----BEGIN PRIVATE KEY-----", "")
.replace("-----END PRIVATE KEY-----", "")
.replaceAll("\\s+", "");
// 进行base64解密
String decodedUsername = new String(Base64.getDecoder().decode(rsaEncoded64Str));
// 使用 RSA 私钥解密,用到了hutool-all中的类
return new RSA(privateKey, null)
.decryptStr(decodedUsername, KeyType.PrivateKey);
}实现效果
