Java基于SunEC的ECDH secp256r1密钥对实现字符串加解密

椭圆曲线（EC）算法本身不提供原生的加解密能力，仅支持密钥协商（ECDH）、数字签名（ECDSA）两类操作，因此直接搜索EC加解密很难找到可直接运行的实现。要实现公钥加密、私钥解密的需求，直接使用标准的**ECIES（椭圆曲线集成加密方案）**即可，这是基于EC密钥的标准化混合加密协议，JDK内置的SunJCE安全提供者原生支持该算法，不需要引入任何第三方依赖，和当前生成的secp256r1类型EC密钥对完全兼容。

ECIES内部会自动通过ECDH协商出对称密钥，再用AES-GCM认证加密算法完成实际的数据加解密，不需要自行实现密钥协商和对称加密的组合逻辑，避免手动拼接逻辑引入安全漏洞。

两个方法的实现如下，密文统一使用Base64编码为字符串，方便存储和传输：

import java.security.*;
import java.security.spec.ECGenParameterSpec;
import javax.crypto.Cipher;
import java.util.Base64;
import java.nio.charset.StandardCharsets;

public class EcCryptoUtil {
    /**
     * 公钥加密字符串
     * @param publicKey EC公钥
     * @param stringToEncrypt 待加密明文
     * @return Base64编码的密文
     */
    public String encryptString(PublicKey publicKey, String stringToEncrypt) throws GeneralSecurityException {
        Cipher cipher = Cipher.getInstance("ECIES");
        cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, publicKey);
        byte[] cipherBytes = cipher.doFinal(stringToEncrypt.getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
        return Base64.getEncoder().encodeToString(cipherBytes);
    }

    /**
     * 私钥解密字符串
     * @param privateKey EC私钥
     * @param stringToDecrypt Base64编码的密文
     * @return 解密后的明文
     */
    public String decryptString(PrivateKey privateKey, String stringToDecrypt) throws GeneralSecurityException {
        Cipher cipher = Cipher.getInstance("ECIES");
        cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, privateKey);
        byte[] plainBytes = cipher.doFinal(Base64.getDecoder().decode(stringToDecrypt));
        return new String(plainBytes, StandardCharsets.UTF_8);
    }
}

和现有密钥生成逻辑的衔接代码如下，可直接运行验证：

public class Main {
    public static void main(String[] args) throws GeneralSecurityException {
        // 原有生成密钥对的逻辑，不需要做任何修改
        KeyPairGenerator keyPairGenerator = KeyPairGenerator.getInstance("EC", "SunEC");
        ECGenParameterSpec ecParameterSpec = new ECGenParameterSpec("secp256r1");
        keyPairGenerator.initialize(ecParameterSpec);
        KeyPair ecdhKeyPair = keyPairGenerator.genKeyPair();
        PrivateKey privateKey = ecdhKeyPair.getPrivate();
        PublicKey publicKey = ecdhKeyPair.getPublic();

        // 加解密测试
        EcCryptoUtil cryptoUtil = new EcCryptoUtil();
        String plainText = "测试EC加密的字符串内容123!@#";
        String cipherText = cryptoUtil.encryptString(publicKey, plainText);
        String decryptText = cryptoUtil.decryptString(privateKey, cipherText);

        System.out.println("明文：" + plainText);
        System.out.println("密文：" + cipherText);
        System.out.println("解密结果：" + decryptText);
        System.out.println("加解密结果一致：" + plainText.equals(decryptText));
    }
}

• 该实现兼容OpenJDK/Oracle JDK 8及以上所有版本，不需要额外引入BouncyCastle等第三方加密库
• 不要自行实现ECDH协商密钥+手动拼接AES加密的逻辑，非专业实现很容易引入重放攻击、密钥派生错误等安全问题，直接使用标准ECIES实现即可
• 密文始终使用Base64编码传输，不要直接把原始密文字节转成字符串，会出现编码错误导致解密失败

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Jason Chan