基於私密金鑰加密公開金鑰解密的RSA演算法C#實現方法

標籤：檔案   sina   style   分解   共用   ora   匯出   介紹   推斷   

本文執行個體講述了基於私密金鑰加密公開金鑰解密的RSA演算法C#實現方法，是一種應用十分廣泛的演算法。分享給大家供大家參考之用。具體方法如下：

一、概述

RSA演算法是第一個能同時用於加密和數位簽章的演算法，也易於理解和操作。 RSA是被研究得最廣泛的公開金鑰演算法，從提出到現在已近二十年，經曆了各種攻擊的考驗，逐漸為人們接受，普遍認為是目前最優秀的公開金鑰方案之一。RSA的安全性依賴於大數的因子分解，但並沒有從理論上證明破譯RSA的難度與大數分解難度等價。

RSA的安全性依賴於大數分解。公開金鑰和私密金鑰都是兩個大素數（ 大於 100個十進位位）的函數。據猜測，從一個密鑰和密文推斷出明文的難度等同於分解兩個大素數的積。

金鑰組的產生。選擇兩個大素數，p 和q 。計算：

n = p * q

然後隨機播放加密金鑰e（PS：最常用的e值有3，17和65537，微軟就是使用的65537，採用3個中的任何一個都不存在安全問題），要求 e 和 ( p – 1 ) * ( q – 1 ) 互質。最後，利用Euclid 演算法計算解密密鑰d, 滿足

e * d = 1 ( mod ( p – 1 ) * ( q – 1 ) )

其中n和d也要互質。數e和n是公開金鑰，d是私密金鑰。兩個素數p和q不再需要，應該丟棄，不要讓任何人知道。

加密資訊 m（二進位表示）時，首先把m分成等長資料區塊 m1 ,m2,…, mi ，塊長s，其中 2^s <= n, s 儘可能的大。對應的密文是：

ci = mi^e ( mod n ) ( a )

解密時作如下計算：

mi = ci^d ( mod n ) ( b )

.NET提供常用的密碼編譯演算法類，支援RSA的類是RSACryptoServiceProvider（命名空間：System.Security.Cryptography），但只支援公開金鑰加密，私密金鑰解密。RSACryptoServiceProvider類包括：Modulus、Exponent、P、Q、DP、DQ、InverseQ、D等8個屬性，其中Modulus和Exponent就是公開金鑰，Modulus和D就是私密金鑰，RSACryptoServiceProvider類提供匯出公開金鑰的方法，也提供匯出私密金鑰的方法，但匯出的私密金鑰包含上面8個屬性，顯然要用RSACryptoServiceProvider實現私密金鑰加密公開金鑰是不可行的。

從RSA的原理來看，公開金鑰加密私密金鑰解密和私密金鑰加密公開金鑰解密應該是等價的，在某些情況下，比如共用軟體加密，我們需要用私密金鑰加密註冊碼或註冊檔案，發給使用者，使用者用公開金鑰解密註冊碼或註冊檔案進行合法性驗證。

二、實現方法

本人利用網上找的一個C#版的大整數類BigInteger（本人認為這是偶發現的效率最高的一個C#版大整數類）來實現私密金鑰加密公開金鑰加密（事實上也完全支援公租加密私密金鑰解密），但沒有使用類BigInteger的大素數產生函數，而是直接使用類RSACryptoServiceProvider來產生大素數。其中加密函數和解密函數的實現如下：

/* 功能：用指定的私密金鑰(n,d)加密指定字串source*/private string EncryptString(string source, BigInteger d, BigInteger n){ int len = source.Length; int len1 = 0; int blockLen = 0; if ((len % 128) == 0) len1 = len / 128; else len1 = len / 128 + 1; string block = ""; string temp = ""; for (int i = 0; i < len1; i++) { if (len >= 128)  blockLen = 128; else  blockLen = len; block = source.Substring(i * 128, blockLen); byte[] oText = System.Text.Encoding.Default.GetBytes(block); BigInteger biText = new BigInteger(oText); BigInteger biEnText = biText.modPow(d, n); string temp1 = biEnText.ToHexString(); temp += temp1; len -= blockLen; } return temp;}/* 功能：用指定的公開金鑰(n,e)解密指定字串source*/private string DecryptString(string source, BigInteger e, BigInteger n){ int len = source.Length; int len1 = 0; int blockLen = 0; if ((len % 256) == 0) len1 = len / 256; else len1 = len / 256 + 1; string block = ""; string temp = ""; for (int i = 0; i < len1; i++) { if (len >= 256)  blockLen = 256; else  blockLen = len; block = source.Substring(i * 256, blockLen); BigInteger biText = new BigInteger(block, 16); BigInteger biEnText = biText.modPow(e, n); string temp1 = System.Text.Encoding.Default.GetString(biEnText.getBytes()); temp += temp1; len -= blockLen; } return temp;}

加密過程和解密過程代碼如下所示：

/* 加密過程,其中d、n是RSACryptoServiceProvider產生的D、Modulus*/private string EncryptProcess(string source, string d, string n){ byte[] N = Convert.FromBase64String(n); byte[] D = Convert.FromBase64String(d); BigInteger biN = new BigInteger(N); BigInteger biD = new BigInteger(D); return EncryptString(source, biD, biN);}/* 解密過程,其中e、n是RSACryptoServiceProvider產生的Exponent、Modulus*/private string DecryptProcess(string source, string e, string n){ byte[] N = Convert.FromBase64String(n); byte[] E = Convert.FromBase64String(e); BigInteger biN = new BigInteger(N); BigInteger biE = new BigInteger(E); return DecryptString(source, biE, biN);}

相信本文所述對大家的C#程式設計有一定的借鑒價值。

除聲明外， 跑步客文章均為原創，轉載請以連結形式標明本文地址
  基於私密金鑰加密公開金鑰解密的RSA演算法C#實現方法

本文地址:  http://www.paobuke.com/develop/c-develop/pbk23581.html

相關內容C#實現剪下板功能C# 中GUID產生格式的四種方法C#êμ??3ìDò?a?ú???ˉμ?·?·¨C#中4種深拷貝方法介紹
總結的5個C#字串操作方法分享C#自訂簡化cookie類執行個體C#網頁資訊採集方法匯總C#實現對Json字串處理執行個體

基於私密金鑰加密公開金鑰解密的RSA演算法C#實現方法