CSharp中的非对称加密RSA

2021-12-03

最近在参与一个项目的开发，其中需要使用RSA加密传输数据，写一下遇到的一些问题。

介绍

RSA加密算法本质上为欧拉定理的应用，使用RSA加密算法需要生成一串公钥及一串私钥，一般来说私钥由服务提供者保存，公钥写进服务程序中，程序使用公钥对要传输的信息进行加密，服务提供者使用私钥解密获得信息。

由于公钥加密私钥解密和私钥加密公钥解密是对称的，所以使用私钥加密的数据可以唯一地由对应的公钥解密出来，问题就产生在这里。

加密

使用C#中自带的加密库System.Security.Cryptography来实现数据的加解密，由于C#中的公钥和私钥均为Xml格式，而以其他编程语言生成的公钥和私钥一般为Base64格式的字符串，所以首先需要进行预处理，将Base64格式转成Xml格式，代码如下：

public string ToXmlPublicKey(string publicKey)
{
    RsaKeyParameters p = PublicKeyFactory.CreateKey(Convert.FromBase64String(publicKey)) as RsaKeyParameters;
    using (RSACryptoServiceProvider rsa = new RSACryptoServiceProvider())
    {
        RSAParameters rsaParams = new RSAParameters
        {
            Exponent = p.Exponent.ToByteArrayUnsigned(),
        		Modulus = p.Modulus.ToByteArrayUnsigned()
        };
				rsa.ImportParameters(rsaParams);
				return rsa.ToXmlString(false);
		}
}

然后使用Xml格式的公钥对信息进行加密：

/// <param name="xmlPublicKey">公钥</param>
/// <param name="encryptString">待加密的字符串</param>
/// <returns></returns>
public string RSAEncrypt(string xmlPublicKey, string encryptString)
{
		try
    {
    		byte[] PlainTextBArray;
        byte[] CypherTextBArray;
        string Result;
        RSACryptoServiceProvider rsa = new RSACryptoServiceProvider();
        rsa.FromXmlString(xmlPublicKey);
        PlainTextBArray = Encoding.Default.GetBytes(encryptString); ;
        CypherTextBArray = rsa.Encrypt(PlainTextBArray, RSAEncryptionPadding.Pkcs1);
        Result = Convert.ToBase64String(CypherTextBArray);
        return Result;
     }
     catch (Exception ex)
     {
        throw ex;
     }
}

这里都还比较正常，要注意的是将encryptString转换为[]byte时可以直接使用System.Text库的Encoding函数，一开始的时候使用了另一个转码库(忘了是什么了)，会在转换之后的byte数组中插入\u0000字符。

接下来就掉坑里了，在最上面的时候我说了，公钥加密私钥解密和私钥加密公钥解密是对称过程，并且在很多编程语言中也都是能实现的，所以呢在这个项目中负责后端的小姐姐一开始也是这么想的。

因为有一部分数据需要加密后在客户端存储，所以后端一开始的计划就是用RSA的私钥进行加密，然后发到客户端再使用公钥解密。

悲剧发生了，调了两个多小时的bug，我非常确定我的解密函数没有写错(因为我尝试过使用私钥是可以正常解密的)，但是一旦使用公钥解密，就会抛出值不存在的错误，即解密结果为null。

然后就是各种改啊查资料啊，最后查到一个解释是：公钥解密的功能是为了对数据进行签名验证，C#的System.Security.Cryptography库自带验签函数，所以并不支持使用公钥对数据进行解密。

😂好么我这掉一大坑里浪费俩小时。又查了一圈，发现有一个开源库BouncyCastle.Crypto是支持公钥解密操作的，不过相关资料少之又少。

跟项目主管沟通了一下，项目主管说让我和后端沟通一下使用哪种加密，要能双向解密的(那这不就对称式加密吗，这安全性瞬间就下来了)，再深入的沟通了一下，其实这部分需要加密发回来的数据，只是为了存储在本地的时候数据不要是明文存储，于是我提出“明文发到客户端，客户端使用对称式加密对数据加密后再进行存储”的解决方案，得到采用，算是变相地将问题解决了，毕竟要加密的那部分数据，实际上并没有包含什么重要信息，就是一个类似过期时间的东西。

End

谨以此文作个记录，如果有C#大神就当看看小白的笑话了，基本上算是第二天熟悉代码就开始开发了，C#也不太熟悉，只在大一的时候做程序设计课设的时候用过而已，到现在基本算是重新了解了。

不过给到我的任务(实现将数据进行RSA加密后发送到服务端再将接收到的response展示出来)也不太难，如果不是踩坑里了应该两三个小时可以解决。网络请求使用的是BestHttp库，因为这个项目是Unity的所以用的这个库，基本实现完成，除了将response的数据格式化成json并拿到其中一个值还没做以外都没啥问题了。

整个从踩坑到基本完成用时5小时(还是太菜了😂)，还要继续学习。