RSA 加密 / 签名

什么是 RSA？#

RSA 是非对称密码学：它用一对相互匹配的密钥，而不是一个共享密钥。公钥可以发给任何人——它的职责只有两个：把数据锁起来、校验签名。私钥则始终留在你手里，是唯一能解开「用公钥加密的数据」、或产出「人人可验的签名」的东西。正是这种分离，让从未共享过密钥的双方也能交换保密消息、并证明身份。

本页覆盖 RSA 通常被用来做的四件事，全部走浏览器原生 Web Crypto 引擎：

• 加密 / 解密 用 RSA-OAEP（SHA-256）——现代的、带认证填充的方案。用公钥加密的短消息，只有私钥能读回。
• 签名 / 验签 用 RSASSA-PKCS1-v1_5（SHA-256）——互通性最好的签名方案，至今多数 JWT 与 X.509 证书链仍在用。
• 生成密钥对 产出 2048 / 3072 / 4096 位的密钥对，公钥指数为 65537，以标准 PEM 格式导出（公钥是 SubjectPublicKeyInfo，私钥是 PKCS#8）。

RSA 被刻意限制在短载荷上。以 RSA-2048 配 SHA-256 为例，单次能加密的消息上限约 190 字节；超出这个量，请改用对称加密工具，再用 RSA 保护那把对称密钥。

怎么使用#

1. 生成一对密钥。 选好位数（2048 / 3072 / 4096），点 Generate。下方会填入两个只读框：公钥和私钥，都是 PEM 格式。各自复制妥善保管——私钥绝对不能外泄。
2. 选择模式：Encrypt、Decrypt、Sign 或 Verify。
3. 按模式把正确的密钥填进 Key 框：
   • Encrypt → 粘公钥。
   • Decrypt → 粘私钥。
   • Sign → 粘私钥。
   • Verify → 粘公钥。
4. 填写消息。验签时还要把签名（base64）粘进 signature 框。
5. 执行。状态栏会给出结果——验签时会明确告知签名有效还是无效。

核心特性#

• 一对密钥，两种算法。 同一段 PEM 既能用于 OAEP 加密，也能用于 PKCS#1 签名，因为 Web Crypto 是在导入时指定算法的。
• 标准 PEM 输出。 公钥为 SPKI，私钥为 PKCS#8——各语言、各平台都能原生读取。
• 公钥指数 65537。 业界通用取值；小到足够快，大到避开已知弱点。
• 签名互通。 RSASSA-PKCS1-v1_5 正是现实里 JWT、代码签名、证书链所期待的格式。
• 零上传。 生成密钥、加密、签名全部在浏览器本地完成，私钥绝不经过服务器。

实战示例#

选中 2048 后点 Generate。公钥框会填入形如这样的 PEM：

-----BEGIN PUBLIC KEY-----
MIIBIjANBgkqhkiG9w0BAQEFAAOCAQ8AMIIBCgKCAQEAyY7v...(数行 base64)
-----END PUBLIC KEY-----

私钥框会填入更长的 -----BEGIN PRIVATE KEY----- 段。接着切到 Encrypt，把公钥粘进 Key 框，消息填 handshake: 0x4F2A，执行。输出是一段约 344 字符的 base64——正好是 256 字节的 RSA-2048 密文做 base64 编码。

再切到 Decrypt，把私钥粘进 Key 框，把刚才那段密文放进消息框，执行：原始的 handshake: 0x4F2A 就回来了。签名流程同理：用 Sign 产出一段约 344 字符的 base64 签名，Verify 配合公钥会判定它有效——而只要你在验签前改动消息里哪怕一个字符，结果就会变成无效。

常见问题#

为什么 RSA 只能加密短消息？#

RSA 是在「模密钥长度」的数上运算的。RSA-2048 一块是 256 字节，OAEP 填充要消耗 2 * hashLen + 2 字节（SHA-256 下是 98 字节），留给消息的只剩 190 字节。这是有意为之——RSA 服务于密钥和签名，而不是批量数据。标准做法是「混合」：用 AES 加密大批数据（用对称加密工具），再用 RSA 只加密那把 AES 密钥。

2048、3072 还是 4096 位？#

2048 是当今基线，对多数用途仍够用。3072 大致对标 128 位对称强度；4096 是保守之选，适合你想用上十年以上的密钥。每升一档，密钥生成和每次运算都会明显变慢，而安全收益是递减的。

加密和签名有什么区别？#

加密关乎保密：公钥加锁，私钥解锁。签名关乎真实：私钥产出签名，公钥检验签名。它们用的是同一对密钥，但算法不同（OAEP 对 PKCS#1），回答的也是不同的问题——「谁能读到这段数据？」对比「这段数据是不是真由这把密钥的持有人产出的？」。

生成或使用私钥时，它会被发送出去吗？#

不会。生成、加密、解密、签名、验签全部由 Web Crypto 在页面内完成。那些 PEM 段只存在于你的浏览器标签页里，不会被传输。如果你要处理生产环境的私钥，请在你自己可控的环境里生成，而不是把它粘进任何网页——无论那页面看上去多可信。