org.dromara.hutool.crypto.asymmetric.paillier.PaillierCrypto Maven / Gradle / Ivy
/*
* Copyright (c) 2013-2024 Hutool Team and hutool.cn
*
* Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
* you may not use this file except in compliance with the License.
* You may obtain a copy of the License at
*
* http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
*
* Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
* distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
* WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
* See the License for the specific language governing permissions and
* limitations under the License.
*/
package org.dromara.hutool.crypto.asymmetric.paillier;
import org.dromara.hutool.crypto.CipherMode;
import org.dromara.hutool.crypto.CryptoException;
import org.dromara.hutool.crypto.asymmetric.AbstractAsymmetricCrypto;
import org.dromara.hutool.crypto.asymmetric.KeyType;
import javax.crypto.Cipher;
import java.security.Key;
import java.security.KeyPair;
import java.security.SecureRandom;
/**
* 同态加密算法Paillier
* 来自：https://github.com/peterstefanov/paillier
* 来自：https://github.com/dromara/hutool/pull/3131
*
* 加法同态，存在有效算法+，E(x+y)=E(x)+E(y)或者 x+y=D(E(x)+E(y))成立，并且不泄漏 x 和 y。
* 乘法同态，存在有效算法*，E(x×y)=E(x)*E(y)或者 xy=D(E(x)*E(y))成立，并且不泄漏 x 和 y。
*
* 方案安全性可以归约到判定性合数剩余假设（Decisional Composite Residuosity Assumption, DCRA），即给定一个合数n和整数z，判定z是否在n^2下是否是n次剩余是困难的。
* 这个假设经过了几十年的充分研究，到目前为止还没有多项式时间的算法可以攻破，所以Paillier加密方案的安全性被认为相当可靠。
*
* 字符串文本加解密相互配对,此时无法使用同态加法和同态乘法
* 数值类型不可使用字符串加解密
*
* 公钥加密和同态加法/同态乘法运算
* 私钥解密
*
* @author Revers, peterstefanov
**/
public class PaillierCrypto extends AbstractAsymmetricCrypto {
private static final long serialVersionUID = 1L;
private final PaillierCipher cipher;
/**
* 自定义随机数
*/
private SecureRandom random;
/**
* 构造，使用随机密钥对
*/
public PaillierCrypto() {
this(PaillierKeyPairGenerator.of().generateKeyPair());
}
/**
* 构造
*
* 私钥和公钥同时为空时生成一对新的私钥和公钥
* 私钥和公钥可以单独传入一个，如此则只能使用此钥匙来做加密或者解密
*
* @param keyPair 密钥对，{@code null}表示随机生成
*/
public PaillierCrypto(final KeyPair keyPair) {
super(PaillierKey.ALGORITHM_NAME, keyPair);
this.cipher = new PaillierCipher();
}
/**
* 设置随机数生成器，可自定义随机数种子
*
* @param random 随机数生成器，可自定义随机数种子
* @return this
* @since 5.7.17
*/
public PaillierCrypto setRandom(final SecureRandom random) {
this.random = random;
return this;
}
@Override
public byte[] encrypt(final byte[] data, final KeyType keyType) {
final Key key = getKeyByType(keyType);
lock.lock();
try {
initMode(CipherMode.ENCRYPT, key);
return doFinal(data, 0, data.length);
} catch (final Exception e) {
throw new CryptoException(e);
} finally {
lock.unlock();
}
}
@Override
public byte[] decrypt(final byte[] bytes, final KeyType keyType) {
final Key key = getKeyByType(keyType);
lock.lock();
try {
initMode(CipherMode.DECRYPT, key);
return doFinal(bytes, 0, bytes.length);
} catch (final Exception e) {
throw new CryptoException(e);
} finally {
lock.unlock();
}
}
/**
* 初始化模式
*
* - 加密模式下，使用{@link Cipher#ENCRYPT_MODE}，密钥使用公钥
* - 解密模式下，使用{@link Cipher#DECRYPT_MODE}，密钥使用私钥
*
*
* @param mode 模式，可选{@link Cipher#ENCRYPT_MODE}或{@link Cipher#DECRYPT_MODE}
* @param key 公钥或私钥
* @return this
*/
public PaillierCrypto initMode(final CipherMode mode, final Key key) {
this.cipher.init(mode, new PaillierCipher.PaillierParameters(key, this.random));
return this;
}
/**
* 执行加密或解密数据
*
* @param input 数据
* @param inputOffset 开始位置
* @param inputLen 处理长度
* @return 执行后的数据
*/
public byte[] doFinal(final byte[] input, final int inputOffset, final int inputLen) {
return this.cipher.processFinal(input, inputOffset, inputLen);
}
}