C#的RSA私鑰加密&公鑰解密類
1.問題的出現
我們知道，C#的類庫中提供了RSA加密、解密以及金鑰(publickey&privatekey)的生成方法，使我們能夠很方便的實現RSA的加密解密以及金鑰生成的操作。然而，在我們做專案的時候，我們也會發現C#自帶的RSA類有以下的侷限性：
金鑰生成的格式為XML，雖然這種標準的格式使得我們得以在C#程式中輕鬆將XML格式的金鑰匯入，但是這種XML格式的金鑰卻不能很好的相容一些其他的專案(比如Java專案)
C#自帶的RSA類只支援公鑰加密私鑰解密，卻不支援私鑰加密公鑰解密(此文章將要討論的問題)，致使我們在開發某些專案(如用於軟體加密、服務端資料私鑰加密)時無法順利進行
說到這裡，就有必要說一下關於RSA的概念了。
2.關於RSA
RSA是一種不對稱的加密演算法，其安全性依賴於大數的因子分解，其生成的公鑰/私鑰對可以分別用於加密/解密或者解密/加密，也就是說，在理論上，RSA演算法既可以實現公鑰加密私鑰解密，也可以實現私鑰加密公鑰解密。公鑰加密私鑰解密模式可以用於加密情形，這樣，使用者加密的資料在傳輸過程中被劫持也無法被第三方破解，從而保證使用者與服務端握手的安全性。而私鑰加密公鑰解密則可以用於數字簽名，這樣，通過私鑰加密產生的電子證書是不能被偽造的，而拿到公鑰的使用者可以使用公鑰對其解密 ，從而可以校驗此電子證書。
也就是說，在理論上，我們是可以實現私鑰加密公鑰解密的，那麼我們首先就要了解一下C#中的RSA類。
3.C#中的RSA類
在C#中，RSACryptoServiceProvider類可以用於RSA加密解密以及金鑰對生成。
例項化
RSACryptoServiceProvider rsa = new RSACryptoServiceProvider();
匯出金鑰
RSAParameters privatekey = rsa.ExportParameters(true); //匯出私鑰
RSAParameters publickey = rsa.ExportParameters(false); //匯出公鑰
匯入金鑰
rsa.FromXmlString(str); //引數str為XML格式的字串
公鑰加密
byte[] arrSource = Encoding.UTF8.GetBytes(source); //source為要加密的字串 byte[] arrEnc = rsa.Encrypt(arrSource, false); string Enc = Convert.ToBase64String(arrEnc);
私鑰解密
byte[] arrEnc = Convert.FromBase64String(Enc); //Enc為需要解密的字串 byte[] arrDec = rsa.Decrypt(arrEnc, false); string Dec = Encoding.UTF8.GetString(arrDec);
XML格式的金鑰中，私鑰包含Modulus、Exponent(生成金鑰一般都是用的65537)、P、Q、DP、DQ、InverseQ、D，公鑰包含Modulus、Exponent，其中Modulus和Exponent為RSA公鑰，Modulus和D為RSA私鑰。
4.實現私鑰加密&公鑰解密
考慮到使用大數運算自己編寫RSA私鑰加密以及公鑰解密的類方法比較繁瑣，我想到了BouncyCastle，我們首先下載BouncyCastle的dll，然後新建一個RSAHelper類
首先做引入以下的庫，這些庫可以用於字串編碼、使用C#自帶的RSA類
using System.Text; using System; using System.Security.Cryptography;
然後，我們還需要引入BouncyCastle的相關庫
using Org.BouncyCastle.Crypto; using Org.BouncyCastle.Security; using Org.BouncyCastle.Crypto.Parameters;
下面我們首先編寫私鑰加密函式
/// <summary>
/// 用私鑰給資料進行RSA加密
/// </summary>
/// <param name="xmlPrivateKey"> 私鑰(XML格式字串)</param>
/// <param name="strEncryptString"> 要加密的資料 </param>
/// <returns> 加密後的資料 </returns>
public static string PrivateKeyEncrypt(string xmlPrivateKey, string strEncryptString){ //載入私鑰
RSACryptoServiceProvider privateRsa = new RSACryptoServiceProvider();
privateRsa.FromXmlString(xmlPrivateKey);
//轉換金鑰
AsymmetricCipherKeyPair keyPair = DotNetUtilities.GetKeyPair(privateRsa);
IBufferedCipher c = CipherUtilities.GetCipher("RSA/ECB/PKCS1Padding"); //使用RSA/ECB/PKCS1Padding格式
//第一個引數為true表示加密，為false表示解密；第二個引數表示金鑰
c.Init(true, keyPair.Private);
byte[] DataToEncrypt = Encoding.UTF8.GetBytes(strEncryptString);
byte[] outBytes = c.DoFinal(DataToEncrypt);//加密
string strBase64 = Convert.ToBase64String(outBytes);
return strBase64;
}
接下來，編寫公鑰解密函式
/// <summary>
/// 用公鑰給資料進行RSA解密
/// </summary>
/// <param name="xmlPublicKey"> 公鑰(XML格式字串) </param>
/// <param name="strDecryptString"> 要解密資料 </param>
/// <returns> 解密後的資料 </returns>
public static string PublicKeyDecrypt(string xmlPublicKey, string strDecryptString){
//載入公鑰
RSACryptoServiceProvider publicRsa = new RSACryptoServiceProvider();
publicRsa.FromXmlString(xmlPublicKey);
RSAParameters rp = publicRsa.ExportParameters(false);//轉換金鑰
AsymmetricKeyParameter pbk = DotNetUtilities.GetRsaPublicKey(rp);
IBufferedCipher c = CipherUtilities.GetCipher("RSA/ECB/PKCS1Padding"); //第一個引數為true表示加密，為false表示解密；第二個引數表示金鑰
c.Init(false, pbk);
byte[] DataToDecrypt = Convert.FromBase64String(strDecryptString);
byte[] outBytes = c.DoFinal(DataToDecrypt);//解密
string strDec = Encoding.UTF8.GetString(outBytes);
return strDec;
}
大功告成，現在我們就可以使用RSAHelper類的這兩個靜態方法來實現私鑰加密以及公鑰解密的功能了。