RSA 除了用于数据加密之外，还可以用于数据签名。数据签名为了防止信息被篡改。

RSA 实现数据签名主要是使用 SHA256withRSA。注意，不是 RSA256 then RSA！这是两回事。

关于 SHA256withRSA 和 SHA256 then RSA 的区别在 Stackoverflow 上也有相应的回答：

Stackoverflow：Difference between SHA256withRSA and SHA256 then RSA

下面就来看下 Java 如何使用 RSA 实现数据签名和验签。

在前面也介绍了如何生成 RSA 密匙对，但是使用时有些区别。

一种是使用 RSA 公钥和私钥字符串，另一种是读取 RSA 密匙对。这两种方式是有些区别的，下面就来分别说下：

RSA 密匙对字符串实现签名和验签

这里直接拿前面介绍的 openssl 生成 RSA 密匙对 进行说明，将生成的密匙对内容进行调整，最后得到的私钥和公钥如下：

PrivateKey：

  1. MIIEvgIBADANBgkqhkiG9w0BAQEFAASCBKgwggSkAgEAAoIBAQDQmTJAhcdYp+SjYaCyZBdnbubX2kvpTNIKTVmnFgHqN12LvOXSCHeNtDO9+R+XZyaBVQ+5UQTrw6XqVXypKY3Z0JMh1qkQUmQ0WAlNju8KUCfJXAy2whNK99ABQ2PrFl6vDsrMdOtrrcMpz3SoNKz82RYdNHbKKdNqkw+mZMwaAzXDCoFeUJMl1qHKTwMpX2MXEZYbL1k4P1WDYVsWHEd4GFfupd5h+pNlB9z9/sRIKnP8viw8xbS4oBVvNZ2gA3NfZjwstCGRneuns8nLwvfrqIUIgduvATG5PGFfmZx2m9JOvOKwzTzBzBpRvVVd7TyWpkGOBKbK6n+B+zSOIswLAgMBAAECggEALHcbgSmDLuDLGhCrgptXadL4HjcIS3j2pP+MBtPoIJcgt7LSgo0PfwNUrEA4fbudN6B8M5KTq/YOnf8PDbgv5qhRVLs/Wp1VgtrpUMERL2+aq4+VnjeMiUR98Gb/G5OvJz3N+PtLW660lWsFgP2JinR0BFG0qK91w5gJk/yUjU6TV6xeck9wGVvkHnBIoab4A2l42QaSxSM1Eyp6yYDPBKrDRRvS0dSiTQetVZ1gTwVikrVJWHMrk/Ls5+ukjKIPhIRdhsNrzjpCToEc7YzFp4GEa2VEb/hmqXZEf0oJCGZ0gavd3lNhj24kp6CqQmiNz95FgnHE8bi1wP5dOoxRoQKBgQDopzIFYNzfIyK5Mo/8Agf8XD1naPil3570q3+rOpcLDnzOHf9A4lm/ndecNWSaIhUha6czNmWlLlUIoJzFv9VpRVeopSkc6opgjo2kclJ8uoyCnV9dyP0Pd1HTQRtmjnHUl3v1YwYjt0tFkXvD+AwgxJg68MRnXeW3K/1XlBNW0wKBgQDliAqn68CM9rfpuQ27gmMiqfFQenFq5P8Kj/uGqcs6VUVWujN2XNuAXnF7us8NTEc15590y/IcPLuMvI4iA3ZrneOVx/TQ8ivCWjactMbOdJjgkufa21XsyaaR+bksqcIuiAFGP/ATFr/w1D4pXZ5BTkKOf8wwQxjzHKHeIgRi6QKBgQCYQBI0AteIDu5CVBx1xr6DH7nvWnqd0mGrrC+4VndR/QEfwfGw/G/PPfRDfY2AcJ1zaYfZs9eA6XksVC9EGe4HHiHnc24cRkCYP7Hh1A63IT2inGo0bbtty5/4p7rOupkzjo7IXy09Yk4YEMT10fXd28njiHx/SKtz243HKlgdkQKBgQCuWjZt86Ch808klNMfmh2f2SNbFIdOwYASD+jqE9QyDU/MX0h0InkB+7uMVwysd0KoabcwSzMvy9pTP29f2u17NcYIookOpsYirdBKHO/fJ6ZxAGZqUq3kXhDPVbgZeyHropgFOtAsT92hHDfTyC9MQBxCjkUWbAFpulgimghm8QKBgBG0wINsOVGuOSQlY4Djh8FkH4LvbG/Uubc3ozGEY1sR+iyRl1MRVYA0EHRmOpmpjsb4RHlqs1iGQnpC+zD/G7Kz++QEjZqe5XbOvqYuWjfuIiwwWxEg1NzMFLE8dlm/TTvNAf+QoApHNfF1249GtAmjjs5AF3khQXT3Zo4k4lFe

PublicKey：

  1. MIIBIjANBgkqhkiG9w0BAQEFAAOCAQ8AMIIBCgKCAQEA0JkyQIXHWKfko2GgsmQXZ27m19pL6UzSCk1ZpxYB6jddi7zl0gh3jbQzvfkfl2cmgVUPuVEE68Ol6lV8qSmN2dCTIdapEFJkNFgJTY7vClAnyVwMtsITSvfQAUNj6xZerw7KzHTra63DKc90qDSs/NkWHTR2yinTapMPpmTMGgM1wwqBXlCTJdahyk8DKV9jFxGWGy9ZOD9Vg2FbFhxHeBhX7qXeYfqTZQfc/f7ESCpz/L4sPMW0uKAVbzWdoANzX2Y8LLQhkZ3rp7PJy8L366iFCIHbrwExuTxhX5mcdpvSTrzisM08wcwaUb1VXe08lqZBjgSmyup/gfs0jiLMCwIDAQAB

[

](https://www.yuque.com/daoyou/java/vswczg#yuUru)
现在就用这对密匙对进行测试：

私钥签名方法

  1. /**
  2.  * 私钥签名
  3.  */
  4. public static String sha256withRSASignature(String privateKeyStr, String dataStr) {
  5.     try {
  6.         byte[] key = Base64.getDecoder().decode(privateKeyStr);
  7.         byte[] data = dataStr.getBytes();
  9.         PKCS8EncodedKeySpec keySpec = new PKCS8EncodedKeySpec(key);
  10.         KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance("RSA");
  11.         PrivateKey privateKey = keyFactory.generatePrivate(keySpec);
  13.         // 这个根据需求填充 SHA1WithRSA 或 SHA256WithRSA
  14.         Signature signature = Signature.getInstance("SHA256withRSA");
  15.         signature.initSign(privateKey);
  16.         signature.update(data);
  17.         return new String(Base64.getEncoder().encode(signature.sign()));
  18.     } catch (Exception e) {
  19.         // print log: xxx
  20.     }
  21. }

1）privateKeyStr：就是私钥文本。
2）dataStr：要加密的内容。

公钥验签方法

  1. /**
  2.  * RSA公钥验签
  3.  */
  4. public static boolean rsaVerify(String dataStr, String publicKeyStr, String signStr) throws Exception {
  5.     KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance("RSA");
  6.     X509EncodedKeySpec x509EncodedKeySpec = new X509EncodedKeySpec(Base64.getDecoder().decode(publicKeyStr));
  7.     PublicKey publicKey = keyFactory.generatePublic(x509EncodedKeySpec);
  9.     // 这个根据需求填充 SHA1WithRSA 或 SHA256WithRSA
  10.     Signature signature = Signature.getInstance("SHA256withRSA");
  11.     signature.initVerify(publicKey);
  12.     signature.update(dataStr.getBytes());
  13.     return signature.verify(Base64.getDecoder().decode(signStr));
  14. }

1）dataStr：要验证的文本，与生成签名时的文本是同一个。
2）publicKeyStr：公钥文本。
3）signStr：有 私钥签名 方法生成的签名

签名测试

  1. public static void main(String[] args) throws Exception {
  3.     // 上节生成的密匙对
  4.     String privateKey = "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";
  5.     String publicKey = "MIIBIjANBgkqhkiG9w0BAQEFAAOCAQ8AMIIBCgKCAQEA0JkyQIXHWKfko2GgsmQXZ27m19pL6UzSCk1ZpxYB6jddi7zl0gh3jbQzvfkfl2cmgVUPuVEE68Ol6lV8qSmN2dCTIdapEFJkNFgJTY7vClAnyVwMtsITSvfQAUNj6xZerw7KzHTra63DKc90qDSs/NkWHTR2yinTapMPpmTMGgM1wwqBXlCTJdahyk8DKV9jFxGWGy9ZOD9Vg2FbFhxHeBhX7qXeYfqTZQfc/f7ESCpz/L4sPMW0uKAVbzWdoANzX2Y8LLQhkZ3rp7PJy8L366iFCIHbrwExuTxhX5mcdpvSTrzisM08wcwaUb1VXe08lqZBjgSmyup/gfs0jiLMCwIDAQAB";
  8.     String content = "I love Y";
  10.     // 签名
  11.     String signature = sha256withRSASignature(privateKey, content);
  13.     // 如果验签通过输出 true
  14.     System.out.println(rsaVerify(content, publicKey, signature));
  16. }

最后输出如下：

  1. V9MvnKaLvRJmjZLfjOWXkgcP1io5efIaVrYSDiyAs+sSJIrd4ry3auH2laZ5nZaA8ur6yx7ZDDVCYrd34WHHrQcx/gQuUlSM4NbkDs1kgDY0O8r2mzi2mY43uXLodSqJBBLh9dxtJjCHOxDUDkxewd0elBiHpgnQ53fgOInQjV8oXOzRgzAaL2wUfIKuV7MHmT+aaOoRuMeEJ4847rX/3a4fljnPdzuLITGSY7Kd3LiKxoQU+YwaWptZH4KffCjheTkjoQMjULXu2cD8B/vWmbdh5C49kZ9NfAxNreEwFdOnHDz52eFIdsiXBwxMmv9Wpu5SpxGatVcjm7Jp33lD1Q==
  2. true

说明签名和验签一切正常~

读取RSA密匙对文件实现签名和验签

前面是直接使用的 RSA 密匙对文本，但是在实际开发中肯定不会是文本。而是一个具体的密匙对文件！

还拿我们之前生成的私钥文件文件为例：

  1. $ ls
  2. id_rsa.pem

注意：是私钥文件，不是私钥 PKCS8 文件！

我们需要将私钥 PEM 文件转换为 DER 文件，命令如下：

  1. openssl pkcs8 -topk8 -inform PEM -outform DER -in id_rsa.pem -out id_rsa.der -nocrypt

注意上面的命令，id_rsa.pem 是私钥文件，id_rsa.der 是要生成的 der 文件。

命令运行后就会生成一个 id_rsa.der 文件，接着生成响应的公钥 der 文件：

  1. openssl rsa -in id_rsa.pem -pubout -outform DER -out id_rsa_pub.der


之后将这两个文件（id_rsa.der 和 id_rsa_pub.der）放到项目工程的 resources 目录下。并修改之前的私钥签名方法和公钥验签方法：

私钥签名方法

仅仅是修改私钥文件的读取方法，修改后的代码如下：

  1. /**
  2.  * 私钥签名
  3.  */
  4. public static String sha256withRSASignature(String dataStr) {
  5.     try {
  6.         byte[] data = dataStr.getBytes();
  8.         // 私钥文件名 id_rsa.der
  9.         PrivateKey privateKey = readPrivateKey("id_rsa.der");
  11.         // 这个根据需求填充 SHA1WithRSA 或 SHA256WithRSA
  12.         Signature signature = Signature.getInstance("SHA256withRSA");
  13.         signature.initSign(privateKey);
  14.         signature.update(data);
  15.         return new String(Base64.getEncoder().encode(signature.sign()));
  16.     } catch (Exception e) {
  17.         e.printStackTrace();
  18.     }
  19.     return null;
  20. }
  23. /**
  24.  * 读取 classpath 下的 RSA 私钥文件
  25.  *
  26.  * @param priDer 私钥 der 文件
  27.  */
  28. public static PrivateKey readPrivateKey(String priDer) throws Exception {
  30.     // 加载 Resources 目录下的资源(即classpath下)
  31.     URL resource = Thread.currentThread().getContextClassLoader().getResource(priDer);
  32.     if (resource == null) {
  33.         // 私钥文件不存在
  34.     }
  36.     byte[] keyBytes = Files.readAllBytes(Paths.get(resource.toURI()));
  37.     PKCS8EncodedKeySpec spec = new PKCS8EncodedKeySpec(keyBytes);
  38.     KeyFactory kf = KeyFactory.getInstance("RSA");
  39.     return kf.generatePrivate(spec);
  40. }

公钥签名方法

  1. /**
  2.  * RSA公钥验签
  3.  */
  4. public static boolean rsaVerify(String dataStr, String signStr) throws Exception {
  6.     // 公钥文件名 id_rsa_pub.der
  7.     PublicKey publicKey = readPublicKey("id_rsa_pub.der");
  9.     // 这个根据需求填充 SHA1WithRSA 或 SHA256WithRSA
  10.     Signature signature = Signature.getInstance("SHA256withRSA");
  11.     signature.initVerify(publicKey);
  12.     signature.update(dataStr.getBytes());
  13.     return signature.verify(Base64.getDecoder().decode(signStr));
  14. }
  17. /**
  18.  * 读取 classpath 下的 RSA 公钥文件
  19.  *
  20.  * @param pubDer 公钥 der 文件
  21.  */
  22. public static PublicKey readPublicKey(String pubDer) throws Exception {
  24.     URL resource = Thread.currentThread().getContextClassLoader().getResource(pubDer);
  25.     if (resource == null) {
  26.         // 公钥文件不存在
  27.     }
  29.     byte[] keyBytes = Files.readAllBytes(Paths.get(resource.toURI()));
  30.     X509EncodedKeySpec spec = new X509EncodedKeySpec(keyBytes);
  31.     KeyFactory kf = KeyFactory.getInstance("RSA");
  32.     return kf.generatePublic(spec);
  33. }

最后做下签名测试：

  1. public static void main(String[] args) throws Exception {
  3.     String content = "I love Y";
  5.     String signature = sha256withRSASignature(content);
  6.     System.out.println(signature);
  7.     System.out.println(rsaVerify(content, signature));
  9. }

输出结果如下：

  1. V9MvnKaLvRJmjZLfjOWXkgcP1io5efIaVrYSDiyAs+sSJIrd4ry3auH2laZ5nZaA8ur6yx7ZDDVCYrd34WHHrQcx/gQuUlSM4NbkDs1kgDY0O8r2mzi2mY43uXLodSqJBBLh9dxtJjCHOxDUDkxewd0elBiHpgnQ53fgOInQjV8oXOzRgzAaL2wUfIKuV7MHmT+aaOoRuMeEJ4847rX/3a4fljnPdzuLITGSY7Kd3LiKxoQU+YwaWptZH4KffCjheTkjoQMjULXu2cD8B/vWmbdh5C49kZ9NfAxNreEwFdOnHDz52eFIdsiXBwxMmv9Wpu5SpxGatVcjm7Jp33lD1Q==
  2. true

SHA256withRSA证书签名，私钥签名/公钥验签：https://www.shuzhiduo.com/A/ZOJPrPaEdv/

完结，撒花~