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基于私鑰加密公鑰解密的RSA算法C#實現(xiàn)方法

更新時間：2014年08月27日 11:39:54 投稿：shichen2014

這篇文章主要介紹了基于私鑰加密公鑰解密的RSA算法C#實現(xiàn)方法,是應(yīng)用非常廣泛,需要的朋友可以參考下

本文實例講述了基于私鑰加密公鑰解密的RSA算法C#實現(xiàn)方法，是一種應(yīng)用十分廣泛的算法。分享給大家供大家參考之用。具體方法如下：

一、概述

RSA算法是第一個能同時用于加密和數(shù)字簽名的算法，也易于理解和操作。 RSA是被研究得最廣泛的公鑰算法，從提出到現(xiàn)在已近二十年，經(jīng)歷了各種攻擊的考驗，逐漸為人們接受，普遍認(rèn)為是目前最優(yōu)秀的公鑰方案之一。RSA的安全性依賴于大數(shù)的因子分解，但并沒有從理論上證明破譯RSA的難度與大數(shù)分解難度等價。
RSA的安全性依賴于大數(shù)分解。公鑰和私鑰都是兩個大素數(shù)（大于 100個十進(jìn)制位）的函數(shù)。據(jù)猜測，從一個密鑰和密文推斷出明文的難度等同于分解兩個大素數(shù)的積。
密鑰對的產(chǎn)生。選擇兩個大素數(shù)，p 和q 。計算：
  n = p * q
然后隨機(jī)選擇加密密鑰e（PS：最常用的e值有3，17和65537，微軟就是使用的65537，采用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(zhì)。最后，利用Euclid 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(zhì)。數(shù)e和n是公鑰，d是私鑰。兩個素數(shù)p和q不再需要，應(yīng)該丟棄，不要讓任何人知道。
加密信息 m（二進(jìn)制表示）時，首先把m分成等長數(shù)據(jù)塊 m1 ,m2,..., mi ，塊長s，其中 2^s <= n, s 盡可能的大。對應(yīng)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提供常用的加密算法類，支持RSA的類是RSACryptoServiceProvider（命名空間：System.Security.Cryptography），但只支持公鑰加密，私鑰解密。RSACryptoServiceProvider類包括：Modulus、Exponent、P、Q、DP、DQ、InverseQ、D等8個屬性，其中Modulus和Exponent就是公鑰，Modulus和D就是私鑰，RSACryptoServiceProvider類提供導(dǎo)出公鑰的方法，也提供導(dǎo)出私鑰的方法，但導(dǎo)出的私鑰包含上面8個屬性，顯然要用RSACryptoServiceProvider實現(xiàn)私鑰加密公鑰是不可行的。

從RSA的原理來看，公鑰加密私鑰解密和私鑰加密公鑰解密應(yīng)該是等價的，在某些情況下，比如共享軟件加密，我們需要用私鑰加密注冊碼或注冊文件，發(fā)給用戶，用戶用公鑰解密注冊碼或注冊文件進(jìn)行合法性驗證。

二、實現(xiàn)方法

本人利用網(wǎng)上找的一個C#版的大整數(shù)類BigInteger（本人認(rèn)為這是偶發(fā)現(xiàn)的效率最高的一個C#版大整數(shù)類）來實現(xiàn)私鑰加密公鑰加密（事實上也完全支持公租加密私鑰解密），但沒有使用類BigInteger的大素數(shù)生成函數(shù)，而是直接使用類RSACryptoServiceProvider來生成大素數(shù)。其中加密函數(shù)和解密函數(shù)的實現(xiàn)如下：

/* 
 功能：用指定的私鑰(n,d)加密指定字符串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：用指定的公鑰(n,e)解密指定字符串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生成的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生成的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#程序設(shè)計有一定的借鑒價值。

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