一种基于RSA+AES算法实现的软件授权License设计思路（附源码）
一、前言
本篇文章通过介绍基础加密算法知识结合软件授权激活需求，提出了一种基于RSA+AES加密算法的离线软件授权激活码的设计思路及示例代码。即使您没有软件授权设计方面的需求，也可以通过本文加深对RSA+AES加密算法的理解。
目录概览：
二、加密算法基础
软件授权机制的基础就是加密算法。加密算法可以简单分为对称加密算法（加解密均采用同一密钥）和非对称加密算法（采用公钥加密，私钥解密或私钥签名，公钥验签）。下面先来简单了解一下AES、RSA加密算法的基础概念，方便理解整个软件授权License设计思路。
2.1、AES加密算法
AES（Advanced Encryption Standard）加密算法，在密码学中又称Rijndael加密算法，是一种区块加密标准算法。AES加密算法由美国国家标准与技术研究（NIST）于2001年11月26日发布于FIPS PUB 197，并在2002年5月26日成为有效的标准。现在AES加密算法已然成为对称密钥加密中最流行的算法之一。
2.2、RSA加密算法及其应用模式
RSA（Ron Rivest、Adi Shamir、Leonard Adleman，3个提出者的姓氏首字母）加密算法是一种非对称加密算法（公钥加密算法）。RSA加密算法有一对密钥，一个是公开密钥，另一个是私有密钥，公钥用作加密，私钥则用作解密。使用公钥把加密后所得的密文，只能用相对应的私钥才能解密并得到原本的明文。
RSA的原理基于一个简单的数论知识：对两个互质的大数乘积进行因式分解很困难。RSA加密算法有两种应用模式，分别为加解密模式、签名验签模式。
2.2.1、RSA加解密模式
RSA加解密模式是指采用公钥加密，私钥解密的模式。其应用为：需要加密明文数据并解密的场景。发送方将公钥加密后的密文发送给接收方，接收方用私钥解密密文后即可得到明文。
2.2.2、RSA签名验签模式
RSA签名验签模式则是网文中常见的所谓“私钥加密，公钥解密”的逻辑。它其实是指采用私钥签名，公钥验签的模式，其应用为：需要给一条消息署名的场景。发送方将明文+私钥签名后的明文摘要消息发送给接收方，接收方用公钥解密出来私钥签名后的明文摘要，并计算出发送方传输过来的明文的摘要进行比对，一致则验签成功。常用数字签名算法有：MD5withRSA、SHA1withRSA、SHA256withRSA。
一般来说，对称算法比非对称算法的加解密速度要快得多，并且RSA加密算法加密的长度有效，单次加密最大不大于密钥长度。因此实际使用中一般会结合RSA+AES两者使用，这也是为什么要用RSA算法签名摘要或者加密AES密钥的原因，提高效率的同时规避加密长度限制。
比如在HTTPS通信中的TLS（Transport Layer Security，其前身是安全套接层Secure Sockets Layer，缩写：SSL）安全协议，握手时采用RSA算法加密随机数与对话密钥，握手成功后就采用AES算法进行对称加密通信。
三、软件授权逻辑设计
前面通过对RSA+AES加密算法的基础知识的介绍，相信大家已经对加密有了感性认识，接下来我们以Android平台为例，设计一套离线软件授权License生成与校验方案。
3.1、软件授权信息
首先我们来看激活码中包含一些基本的授权信息，如绑定的AppId、License签发时间、License有效期起止、客户信息等等，根据实际需求而定。这里我们采用json数据格式来表示授权信息。
示例授权信息：
3.2、激活码生成
接着，我们理一下思路，授权信息如何安全护送到App上，并保证不被中间人篡改呢？还记得刚才我们学习的RSA签名模式吧？什么？防篡改？这就是RSA签名算法的使用场景啊！
话不多说，上（伪）代码：
：就是最终生成的激活码字符串；
：随机生成的16位AES密钥，选用固定长度密钥，因此不用拼接AesKey长度；
：加密后的授权信息长度，由于授权信息会变动，因此需要拼接该密文长度，方便截取；
：AES加密后的授权信息；
：RSA私钥签名后的加密授权信息。
生成逻辑：
首先生成一个随机的AES密钥（16位即可），用来加密授权信息，完成明文信息的脱敏。然后将整段加密后的授权信息使用私钥进行签名，拼接生成的字符串就是最终的激活码了。
看到这里，也许有人会说：万一你这激活码生成规则被人知道了，怎么防止别人破解伪造啊？
答案是，即使有人了解了生成规则，不知道私钥，也无法通过篡改授权信息实现破解伪造激活码。因为我们的核心是基于非对称加密算法的签名逻辑。通过私钥对密文授权信息签名，而一旦授权信息改变，密文也随之改变，在验证环节使用公钥进行验签时就无法通过。因此，只要私钥始终未曾泄露，这个激活逻辑就是相对安全的。
激活码生成示例：
一个激活码样例：11Tf2wg9JjXeuvKTd8m4QwVfLJczRej06EAVut7coeJf3iSBDAkEl3E6faNYnG3SwiRbNBtSTmW+oRJ0kLVZf8ZIWeDQecyUqfBMiCwkYkPK4PAsmCK+kWd/aAZ+90t9QSZTq/qe4VQzkFuAk9a7D+vcF4e3BkVUovZuzB9XvmdIrNw8menjFLdWE+S0YD+VIs7AS8wUBBdA9+aH9/mZ8Oc53klslYT0mGGtTK0g==YRjmOKNaA5hA4hTAmHAK8LvRWjJqzKbGpxALd3V9dcX6Ln1ImKw0NhAVflAA5asyD4eaoafExlclCU+ayd2CyHpFmlIKTd4Uzh20y5Qke03WrGMWgSEaCgz+mZrihX0nwoyg5GXuOI0/dqOplX7mf+mSd8wgk9d2paOBvm5+ea4=
3.3、激活码校验
既然我们已经生成了激活码，那在校验时无非就是读取License，按照我们设计激活码时拼接的规则进行截取、校验。
激活步骤：从程序中读取License激活码；根据生成规则分割、截取出各段信息；使用RSA公钥验签算法对AesEnc(data)、RsaSign(AesEnc(data))进行验证，通过则说明信息可信；接着使用激活码中截取的AesKey16对AesEnc(data)解密，得到可信的明文授权信息；最后使用可信的明文授权信息与当前环境进行授权比对，如AppId、授权时间等，即可完成激活流程。
示例代码：
至此，一个简单的软件激活码授权License就设计完成了，demo示例代码详见文末链接。
四、软件授权的增强思路
4.1、绑定硬件序列号逻辑
软件授权中，常见需要先在设备中运行程序，提取相关信息后，再生成激活码。其实提取的信息就是该设备的唯一信息摘要，如Mac地址、序列号等与硬件唯一关联的信息。
因此，如果我们需要防止软件授权被复制、转移时，就需要针对硬件信息进行加密、授权。
4.2、校验算法置于Native层
本文采用了Android端代码示例，展示了一个授权码的生成与校验逻辑。但由于Java代码比较容易被反编译破解，因此实际采用的授权激活方案建议将校验逻辑及关键业务逻辑置于Native层。通过Native层的C/C++代码直接读取授权文件，进行截取、校验，可以增加破解难度。
五、结语
本文主要介绍了RSA+AES加密算法基础知识，结合软件授权需求设计出了一种简单的离线软件授权License方案，为软件授权激活设计提供了一种思路。在实际应用中还需要兼顾更多细节，通过一定程度的完善演化来增加破解难度，在攻防的环节中守住阵地。
可能有人会说：软件授权还是可以破解的，强如微软不是也没能逃过软件破解？确实是，但这并不意味着软件授权是无用功。软件授权机制的一个价值在于使用破解版带来的焦虑，特别是企业级需要保证稳定的软件授权。
最后，附上完整Aandroid端示例代码：OffLicenseDemo。如果本篇文档对您的开发有所帮助或启发，点赞/关注/分享三连就是对作者持续创作最好的激励，感谢支持！
参考文档：
AES加密算法
RSA算法原理（一）
RSA算法原理（二）
维基百科：公开密钥加密
维基百科：RSA加密算法
