基于私钥加密公钥解密的RSA算法C#实现

8/3/2015来源:C#应用人气:1521

基于私钥加密公钥解密的RSA算法C#实现

RSA算法是第一个能同时用于加密和数字签名的算法,也易于理解和操作。 RSA是被研究得最广泛的公钥算法,从提出到现在已近二十年,经历了各种攻击的考验,逐渐为人们接受,普遍认为是目前最优秀的公钥方案之一。RSA的安全性依赖于大数的因子分解,但并没有从理论上证明破译RSA的难度与大数分解难度等价。RSA的安全性依赖于大数分解。公钥和私钥都是两个大素数( 大于 100个十进制位)的函数。据猜测,从一个密钥和密文推断出明文的难度等同于分解两个大素数的积。密钥对的产生。选择两个大素数,p 和q 。计算: n = p * q然后随机选择加密密钥e(PS:最常用的e值有3,17和65537,微软就是使用的65537,采用3个中的任何一个都不存在安全问题),要求 e 和 ( p - 1 ) * ( q - 1 ) 互质。最后,利用Euclid 算法计算解密密钥d, 满足 e * d = 1 ( mod ( p - 1 ) * ( q - 1 ) )其中n和d也要互质。数e和n是公钥,d是私钥。两个素数p和q不再需要,应该丢弃,不要让任何人知道。加密信息 m(二进制表示)时,首先把m分成等长数据块 m1 ,m2,..., mi ,块长s,其中 2^s <= n, s 尽可能的大。对应的密文是:ci = mi^e ( mod n ) ( a )解密时作如下计算: mi = ci^d ( mod n ) ( b )

.NET提供常用的加密算法类,支持RSA的类是RSACryptoServicePRovider(命名空间:System.Security.Cryptography),但只支持公钥加密,私钥解密。RSACryptoServiceProvider类包括:Modulus、Exponent、P、Q、DP、DQ、InverseQ、D等8个属性,其中Modulus和Exponent就是公钥,Modulus和D就是私钥,RSACryptoServiceProvider类提供导出公钥的方法,也提供导出私钥的方法,但导出的私钥包含上面8个属性,显然要用RSACryptoServiceProvider实现私钥加密公钥是不可行的。

从RSA的原理来看,公钥加密私钥解密和私钥加密公钥解密应该是等价的,在某些情况下,比如共享软件加密,我们需要用私钥加密注册码或注册文件,发给用户,用户用公钥解密注册码或注册文件进行合法性验证。

本人利用网上找的一个C#版的大整数类BigInteger(本人认为这是偶发现的效率最高的一个C#版大整数类)来实现私钥加密公钥加密(事实上也完全支持公租加密私钥解密),但没有使用类BigInteger的大素数生成函数,而是直接使用类RSACryptoServiceProvider来生成大素数。其中加密函数和解密函数的实现如下:

      /*功能:用指定的私钥(n,d)加密指定字符串source*/privatestringEncryptString(stringsource,BigIntegerd,BigIntegern){intlen=source.Length;intlen1=0;intblockLen=0;if((len%128)==0)len1=len/128;elselen1=len/128+1;stringblock="";stringtemp="";for(inti=0;i<len1;i++){if(len>=128)blockLen=128;elseblockLen=len;block=source.Substring(i*128,blockLen);byte[]oText=System.Text.Encoding.Default.GetBytes(block);BigIntegerbiText=newBigInteger(oText);BigIntegerbiEnText=biText.modPow(d,n);stringtemp1=biEnText.ToHexString();temp+=temp1;len-=blockLen;}returntemp;}/*功能:用指定的公钥(n,e)解密指定字符串source*/privatestringDecryptString(stringsource,BigIntegere,BigIntegern){intlen=source.Length;intlen1=0;intblockLen=0;if((len%256)==0)len1=len/256;elselen1=len/256+1;stringblock="";stringtemp="";for(inti=0;i<len1;i++){if(len>=256)blockLen=256;elseblockLen=len;block=source.Substring(i*256,blockLen);BigIntegerbiText=newBigInteger(block,16);BigIntegerbiEnText=biText.modPow(e,n);stringtemp1=System.Text.Encoding.Default.GetString(biEnText.getBytes());temp+=temp1;len-=blockLen;}returntemp;}加密过程和解密过程代码如下所示:/*加密过程,其中d、n是RSACryptoServiceProvider生成的D、Modulus*/privatestringEncryptProcess(stringsource,stringd,stringn){byte[]N=Convert.FromBase64String(n);byte[]D=Convert.FromBase64String(d);BigIntegerbiN=newBigInteger(N);BigIntegerbiD=newBigInteger(D);returnEncryptString(source,biD,biN);}/*解密过程,其中e、n是RSACryptoServiceProvider生成的Exponent、Modulus*/privatestringDecryptProcess(stringsource,stringe,stringn){byte[]N=Convert.FromBase64String(n);byte[]E=Convert.FromBase64String(e);BigIntegerbiN=newBigInteger(N);BigIntegerbiE=newBigInteger(E);returnDecryptString(source,biE,biN);}