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c# rsa加密解密詳解

 更新時間:2020年06月28日 08:44:18   作者:Kiba518  
這篇文章主要介紹了c# rsa加密解密的的相關資料,文中代碼非常細致,幫助大家更好的理解和學習,感興趣的朋友可以了解下

前言

RSA加密算法是一種非對稱加密算法,簡單來說,就是加密時使用一個鑰匙,解密時使用另一個鑰匙。

因為加密的鑰匙是公開的,所又稱公鑰,解密的鑰匙是不公開的,所以稱為私鑰。

密鑰

關于RSA加密有很多文章,但幾乎都只介紹了RSACryptoServiceProvider類的使用方法,如果只是走走看看,是沒問題的,但真的想使用時,就會發(fā)現(xiàn),你沒有密鑰字符串。。。

下面我們從獲取密鑰字符串開始逐步學習加密。

密鑰字符串

每個安裝過VisualStudio的電腦都可以找到一個文件—makecert.exe。

我電腦的makecert.exe地址:C:\Program Files (x86)\Microsoft SDKs\Windows\v7.0A\Bin\makecert.exe

makecert.exe是用來生成證書的程序,我們可以借用該程序來獲取密鑰字符串。

編寫生成證書的CreateCertWithPrivateKey函數(shù),代碼如下:

public static bool CreateCertWithPrivateKey(string subjectName, string makecertPath)
{
  subjectName = "CN=" + subjectName;
  string param = " -pe -ss my -n \"" + subjectName + "\" ";
  try
  {
    Process p = Process.Start(makecertPath, param);
    p.WaitForExit();
    p.Close();
  }
  catch (Exception e)
  {
    return false;
  }
  return true;
}

調(diào)用證書生成函數(shù),代碼如下:

string keyName = "Kiba518.Licence";//證書的KEY
var ret = DataCertificate.CreateCertWithPrivateKey(keyName, @"C:\Program Files (x86)\Microsoft SDKs\Windows\v7.0A\Bin\makecert.exe");

剛剛生成的證書還存儲在WINDOWS的證書存儲區(qū),現(xiàn)在我們通過證書的Key在證書存儲區(qū)查找到證書,并將其到出(導出時需要指定密碼),導出函數(shù)代碼如下:

public static bool ExportToPfxFile(string subjectName, string pfxFileName,
  string password, bool isDelFromStore)
{
  subjectName = "CN=" + subjectName;
  X509Store store = new X509Store(StoreName.My, StoreLocation.CurrentUser);
  store.Open(OpenFlags.ReadWrite);
  X509Certificate2Collection storecollection = (X509Certificate2Collection)store.Certificates;
  foreach (X509Certificate2 x509 in storecollection)
  {
    if (x509.Subject == subjectName)
    {
      byte[] pfxByte = x509.Export(X509ContentType.Pfx, password);
      using (FileStream fileStream = new FileStream(pfxFileName, FileMode.Create))
      {
        // Write the data to the file, byte by byte.
        for (int i = 0; i < pfxByte.Length; i++)
          fileStream.WriteByte(pfxByte[i]);
        // Set the stream position to the beginning of the file.
        fileStream.Seek(0, SeekOrigin.Begin);
        // Read and verify the data.
        for (int i = 0; i < fileStream.Length; i++)
        {
          if (pfxByte[i] != fileStream.ReadByte())
          {
            fileStream.Close();
            return false;
          }
        }
        fileStream.Close();
      }
      if (isDelFromStore == true)
        store.Remove(x509);
    }
  }
  store.Close();
  store = null;
  storecollection = null;
  return true;
}

調(diào)用導出函數(shù),代碼如下:

	
DataCertificate.ExportToPfxFile(keyName, "Kiba518.pfx", "123456", true);

運行完導出函數(shù)后,我們打開Debug文件夾,可以看到證書已經(jīng)被成功導出了,如下圖:

證書導出后,我們就可以通過讀取證書的信息,來獲取到公鑰和私鑰了。

X509Certificate2 x509 = X509Certificate2("Kiba518.pfx", "123456", X509KeyStorageFlags.Exportable);
string publickey = x509.PublicKey.Key.ToXmlString(false);//公鑰獲取
string privatekey = x509.PrivateKey.ToXmlString(true);//私鑰獲取

公鑰私鑰如下圖所示:

加密解密

得到密鑰字符串后,我們創(chuàng)建RSA的加密解密函數(shù),代碼如下:

//加密
public static string RSADecrypt(string xmlPrivateKey, string enptStr)
{
  RSACryptoServiceProvider provider = new RSACryptoServiceProvider();
  provider.FromXmlString(xmlPrivateKey);
  byte[] rgb = Convert.FromBase64String(enptStr);
  byte[] bytes = provider.Decrypt(rgb, RSAEncryptionPadding.OaepSHA1);
  return new UnicodeEncoding().GetString(bytes);
}
//解密
public static string RSAEncrypt(string xmlPublicKey, string enptStr)
{
  RSACryptoServiceProvider provider = new RSACryptoServiceProvider();
  provider.FromXmlString(xmlPublicKey);
  byte[] bytes = new UnicodeEncoding().GetBytes(enptStr);
  return Convert.ToBase64String(provider.Encrypt(bytes, RSAEncryptionPadding.OaepSHA1));
}

然后我們測試一下加密解密,測試函數(shù)如下。

public static void RsaTest()
{
  string myname = "my name is Kiba518!";
  Console.WriteLine($"內(nèi)容:{myname}");
  string enStr = RSAEncrypt(publicKey, myname);
  Console.WriteLine($"加密字符串:{enStr}");
  string deStr = RSADecrypt(privateKey, enStr);
  Console.WriteLine($"解密字符串:{enStr}");
}

運行結果,加密解密成功,如下圖所示:

長字符分段加密

Rsa加密有字節(jié)數(shù)限制,即待加密的字符串太長,系統(tǒng)就會拋出異常:【System.Security.Cryptography.CryptographicException:“不正確的長度】

Rsa加密具體限制內(nèi)容如下:

待加密的字節(jié)數(shù)不能超過密鑰的長度值除以 8 再減去 11(即:RSACryptoServiceProvider.KeySize / 8 - 11),而加密后得到密文的字節(jié)數(shù),正好是密鑰的長度值除以 8(即:RSACryptoServiceProvider.KeySize / 8)。

分段加密

為解決長字符加密的異常,我們采取分段加密的方法進行字符串加密,代碼如下:

//加密
public static String SubRSAEncrypt(string xmlPublicKey, string enptStr)
{
  RSACryptoServiceProvider provider = new RSACryptoServiceProvider();
  provider.FromXmlString(xmlPublicKey);
  Byte[] bytes = Encoder.GetBytes(enptStr);
  int MaxBlockSize = provider.KeySize / 8 - 11;  //加密塊最大長度限制
​
  if (bytes.Length <= MaxBlockSize)
    return Convert.ToBase64String(provider.Encrypt(bytes, false));
​
  using (MemoryStream PlaiStream = new MemoryStream(bytes))
  using (MemoryStream CrypStream = new MemoryStream())
  {
    Byte[] Buffer = new Byte[MaxBlockSize];
    int BlockSize = PlaiStream.Read(Buffer, 0, MaxBlockSize);
​
    while (BlockSize > 0)
    {
      Byte[] ToEncrypt = new Byte[BlockSize];
      Array.Copy(Buffer, 0, ToEncrypt, 0, BlockSize);
​
      Byte[] Cryptograph = provider.Encrypt(ToEncrypt, false);
      CrypStream.Write(Cryptograph, 0, Cryptograph.Length);
​
      BlockSize = PlaiStream.Read(Buffer, 0, MaxBlockSize);
    }
​
    return Convert.ToBase64String(CrypStream.ToArray(), Base64FormattingOptions.None);
  }
}
//解密
public static String SubRSADecrypt(string xmlPublicKey, string enptStr)
{
  RSACryptoServiceProvider provider = new RSACryptoServiceProvider();
  provider.FromXmlString(xmlPublicKey);
  Byte[] bytes = Convert.FromBase64String(enptStr);
  int MaxBlockSize = provider.KeySize / 8;  //解密塊最大長度限制
​
  if (bytes.Length <= MaxBlockSize)
    return Encoder.GetString(provider.Decrypt(bytes, false));
​
  using (MemoryStream CrypStream = new MemoryStream(bytes))
  using (MemoryStream PlaiStream = new MemoryStream())
  {
    Byte[] Buffer = new Byte[MaxBlockSize];
    int BlockSize = CrypStream.Read(Buffer, 0, MaxBlockSize);
​
    while (BlockSize > 0)
    {
      Byte[] ToDecrypt = new Byte[BlockSize];
      Array.Copy(Buffer, 0, ToDecrypt, 0, BlockSize);
      Byte[] Plaintext = provider.Decrypt(ToDecrypt, false);
      PlaiStream.Write(Plaintext, 0, Plaintext.Length);
      BlockSize = CrypStream.Read(Buffer, 0, MaxBlockSize);
    }
    return Encoder.GetString(PlaiStream.ToArray());
  }
} 

編寫分段加密測試函數(shù)如下:

public static void SubRsaTest()
{
  string myname = "my name is Kiba518!my name is Kiba518!my name is Kiba518!my name is Kiba518!my name is Kiba518!my name is Kiba518!my name is Kiba518!";
  Console.WriteLine($"內(nèi)容:{myname}");
  string enStr = SubRSAEncrypt(publicKey, myname);
  Console.WriteLine($"加密字符串:{enStr}");
  string deStr = SubRSADecrypt(privateKey, enStr);
  Console.WriteLine($"解密字符串:{deStr}");
}

運行結果,加密解密成功,如下圖:

關于證書

文中創(chuàng)建的證書—Kiba518.pfx,就是https所使用的證書,換言之,https的證書就是個Rsa加密解密文件。

當然正式的可以在互聯(lián)網(wǎng)中被各大網(wǎng)站認可的證書,是需要權威機構認證的,這個機構叫做CA,這個機構頒發(fā)的證書是.crt后綴名;而我們的pfx后綴名的證書,學名叫做個人信息交換證書。

其實它們沒有什么區(qū)別,就是套的殼子不一樣,crt證書的殼子里多一些屬性,比如認證機構,有效期等等。但兩個證書的核心內(nèi)容是一樣的,都是Rsa加密解密文件。

下面我們簡單了解下證書的導入。

導入證書

在運行窗口(window+r)輸入mmc打開microsoft管理控制臺。

然后操作文件 -> 添加/刪除管理單元,選擇可用的管理單元中的證書點擊添加。

添加完管理單元,在右側控制臺根節(jié)點會增加一個證書的根節(jié)點,如下圖:

然后,我們展開節(jié)點,找到【個人—證書】節(jié)點,然后【右鍵—所有任務—導入】。

然后按向導提示導入證書。

需要注意的是瀏覽導入證書的對話框,默認導入的是crt類型,我們需要點擊下拉菜單,選擇人信息交換選項,如下圖。

到此Rsa加密解密的基本使用已經(jīng)介紹完了。

代碼已經(jīng)傳到Github上了,歡迎大家下載。

Github地址:https://github.com/kiba518/RsaDemo

以上就是c# rsa加密解密詳解的詳細內(nèi)容,更多關于c# rsa加密解密的資料請關注腳本之家其它相關文章!

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