Реализация RSA на C #

В настоящее время я пытаюсь реализовать класс для обработки защищенной связи между экземплярами моего приложения с помощью класса RSACrytoServiceProveider. Первый вопрос: это хорошая идея реализовать один класс для обработки ролей отправителя / получателя или я должен разделить роли на отдельные классы? Вот что я сделал до сих пор:

using System;
using System.Text;
using System.Security.Cryptography;

namespace Agnus.Cipher
{
    public class RSA
    {
        private byte[] plaintextBytes;
        private byte[] ciphertextBytes;
        private RSACryptoServiceProvider rSAProviderThis;
        private RSACryptoServiceProvider rSAProviderOther;

        public string PublicKey
        {
            get { return rSAProviderThis.ToXmlString(false); }
        }

        public RSA()
        {
            rSAProviderThis = new RSACryptoServiceProvider { PersistKeyInCsp = true }; 
            plaintextBytes = Encoding.Unicode.GetBytes(PublicKey);
        }

        public void InitializeRSAProviderOther(string parameters)
        {
            rSAProviderOther.FromXmlString(parameters);
        }

        public byte[] Encrypt()
        {
            return rSAProviderThis.Encrypt(plaintextBytes, true);
        }
        public byte[] Decrypt()
        {
            return rSAProviderThis.Decrypt(ciphertextBytes, true);
        }
        public byte[] Sign()
        {
            using (SHA1Managed SHA1 = new SHA1Managed())
            {
                byte[] hash = SHA1.ComputeHash(ciphertextBytes);
                byte[] signature = rSAProviderThis.SignHash(hash, CryptoConfig.MapNameToOID("SHA1"));
                return signature;
            }
        }
        public void Verify()
        {
            throw new NotImplementedException();
        }

    }
}

Второй вопрос: как я могу отправлять и получать данные для подачи в класс? Я - зеленый рог в этой области, указатели были бы признательны.


person gogole    schedule 21.12.2008    source источник


Ответы (5)


Я бы сделал так, чтобы методы encrypt / sign / decrypt / verify принимали параметры для данных, а не имели для них переменные-члены. Хотя наличие переменных-членов для ключа и провайдера кажется нормальным. Обычно я бы ожидал использовать один и тот же ключ несколько раз, но не одни и те же данные.

Я бы также сделал его неизменным - сделайте все переменные доступными только для чтения, взяв все параметры, которые вам понадобятся для поставщиков в конструкторе, вместо того, чтобы иметь отдельный метод инициализации.

Кроме того, кажется нормальным обернуть функциональность в более простой API для ваших нужд, хотя, да.

person Jon Skeet    schedule 21.12.2008
comment
Спасибо, Джон, превращение plaintextByte в переменную-член добавляет ненужное ограничение, должен был это заметить. - person gogole; 21.12.2008

Я внес некоторые коррективы, вот как выглядит реализация:

using System;
using System.Security.Cryptography;

namespace Agnus.Cipher
{
    public class RSA : IDisposable
    {
        private RSACryptoServiceProvider rSAProviderThis;
        private RSACryptoServiceProvider rSAProviderOther = null;

        public string PublicKey
        {
            get { return rSAProviderThis.ToXmlString(false); }
        }

        public RSA()
        {
            rSAProviderThis = new RSACryptoServiceProvider { PersistKeyInCsp = true }; 
        }

        public void InitializeRSAProviderOther(string parameters)
        {
            rSAProviderOther.FromXmlString(parameters);
        }

        public byte[] Encrypt(byte[] plaintextBytes)
        {
                return rSAProviderThis.Encrypt(plaintextBytes, true);
        }
        public string  Decrypt(byte[] ciphertextBytes)
        {
            try
            {
                return Convert.ToBase64String( rSAProviderThis.Decrypt(ciphertextBytes, true));
            }
            catch (CryptographicException ex)
            {
                Console.WriteLine("Unable to decrypt: " + ex.Message + " " + ex.StackTrace);
            }
            finally
            {
                this.Dispose();
            }
            return string.Empty;
        }
        public string SignData(byte[] ciphertextBytes)
        {
            string  signature = GenerateSignature(ciphertextBytes, rSAProviderThis);
            return signature;
        }

        private string GenerateSignature(byte[] ciphertextBytes, RSACryptoServiceProvider provider)
        {
            using (SHA1Managed SHA1 = new SHA1Managed())
            {
                byte[] hash = SHA1.ComputeHash(ciphertextBytes);
                string signature = Convert.ToBase64String(provider.SignHash(hash, CryptoConfig.MapNameToOID("SHA1")));
                return signature;
            }

        }

        public string  VerifySignature(byte[] ciphertextBytes, string parameters, string signatureToVerify)
        {
            InitializeRSAProviderOther(parameters);
            string actualSignature = GenerateSignature(ciphertextBytes, rSAProviderOther);
            if (actualSignature.Equals(signatureToVerify))
            {
                //verification successful
                string decryptedData = this.Decrypt(ciphertextBytes);
                return decryptedData;
                //decryptedData is a symmetric key
            }
            else
            {
                //verification unsuccessful
                //end session
            }
            return string.Empty;
        }

        #region IDisposable Members

        public void Dispose()
        {
            if (rSAProviderOther != null)
            {
                rSAProviderOther.Clear();
            }
            rSAProviderThis.Clear();
            GC.SuppressFinalize(this);
        }
        #endregion
    }
}

вы, ребята, до сих пор ничего не сказали о том, как будет устанавливаться связь (я думаю о сокетах). Просвети меня, пожалуйста.

person gogole    schedule 21.12.2008
comment
Сетевое взаимодействие не имеет отношения к реализации RSA на C #, поэтому вы не встретите здесь людей, которые захотят об этом поговорить. Да, есть способы передавать byte [] вперед и назад через Socket. - person Karl; 21.12.2008
comment
задумываясь об этом, я должен использовать VerifyHash (). Должен сэкономить мне несколько строк кода. - person gogole; 12.03.2009

Я не знаю, может ли вам помочь этот фрагмент кода, я написал этот код, чтобы иметь возможность шифровать и расшифровывать с парами закрытый / открытый ключ в различных алгоритмах шифрования и без данных для шифрования проблемы длины, что влияет на реализацию RSA в. NET страдает, когда вы пытаетесь управлять более чем 250 (более или менее, извините, я не помню) байтами данных.

Я просто вырезал и вставил только необходимые методы, я также вырезал XML-документацию, потому что не на английском языке, если вы нашли это полезным, дайте мне знать, я могу опубликовать весь исходный код. Повторяю, я не тестировал эту версию вырезания и вставки, но я использовал полную версию этого класса, которая не сильно отличается.

Кстати: это в VB, но если вам просто нужно спрятаться в этом, я думаю, что этого достаточно;)

Namespace Crypto

    Public Class RSACry

        Shared Sub New()
        End Sub

        Public Enum Algorithms
            DES
            TDES
            RC2
            RDAEL
        End Enum

        Public Shared Function Encrypt(ByVal xmlkeystring As String, ByVal typo As Algorithms, ByVal datatoencrypt As String) As String
            Dim rsaer As RSA = Crypto.RSACry.ReadKeyString(xmlkeystring)
            Dim result() As Byte = Crypto.RSACry.EncryptIt(rsaer, typo, datatoencrypt)
            Return System.Convert.ToBase64String(result)
        End Function

        Public Shared Function Decrypt(ByVal xmlkeystring As String, ByVal typo As Algorithms, ByVal datatodecrypt As String) As String
            Dim rsaer As RSA = Crypto.RSACry.ReadKeyString(xmlkeystring)
            Dim result() As Byte = Crypto.RSACry.DecryptIt(rsaer, typo, datatodecrypt)
            Return System.Text.Encoding.UTF8.GetString(result)
        End Function

        Friend Shared Function EncryptIt(ByRef rsaer As RSA, ByVal typo As Algorithms, ByVal datatoencrypt As String) As Byte()
            Dim result() As Byte = Nothing

            Try
                Dim plainbytes() As Byte = System.Text.Encoding.UTF8.GetBytes(datatoencrypt)
                Dim sa As SymmetricAlgorithm = SymmetricAlgorithm.Create(Crypto.RSACry.GetAlgorithmName(typo))
                Dim ct As ICryptoTransform = sa.CreateEncryptor()
                Dim encrypt() As Byte = ct.TransformFinalBlock(plainbytes, 0, plainbytes.Length)
                Dim fmt As RSAPKCS1KeyExchangeFormatter = New RSAPKCS1KeyExchangeFormatter(rsaer)
                Dim keyex() As Byte = fmt.CreateKeyExchange(sa.Key)

                --return the key exchange, the IV (public) and encrypted data 
                result = New Byte(keyex.Length + sa.IV.Length + encrypt.Length) {}
                Buffer.BlockCopy(keyex, 0, result, 0, keyex.Length)
                Buffer.BlockCopy(sa.IV, 0, result, keyex.Length, sa.IV.Length)
                Buffer.BlockCopy(encrypt, 0, result, keyex.Length + sa.IV.Length, encrypt.Length)

            Catch ex As Exception
                Throw New CryptographicException("Unable to crypt: " + ex.Message)
            End Try

            Return result
        End Function

        Friend Shared Function DecryptIt(ByRef rsaer As RSA, ByVal typo As Algorithms, ByVal datatodecrypt As String) As Byte()
            Dim result() As Byte = Nothing

            Try
                Dim encrbytes() As Byte = System.Convert.FromBase64String(datatodecrypt)
                Dim sa As SymmetricAlgorithm = SymmetricAlgorithm.Create(Crypto.RSACry.GetAlgorithmName(typo))
                Dim keyex() As Byte = New Byte((rsaer.KeySize >> 3) - 1) {}
                Buffer.BlockCopy(encrbytes, 0, keyex, 0, keyex.Length)

                Dim def As RSAPKCS1KeyExchangeDeformatter = New RSAPKCS1KeyExchangeDeformatter(rsaer)
                Dim key() As Byte = def.DecryptKeyExchange(keyex)
                Dim iv() As Byte = New Byte((sa.IV.Length - 1)) {}
                Buffer.BlockCopy(encrbytes, keyex.Length, iv, 0, iv.Length)

                Dim ct As ICryptoTransform = sa.CreateDecryptor(key, iv)
                result = ct.TransformFinalBlock(encrbytes, keyex.Length + iv.Length, (encrbytes.Length - 1) - (keyex.Length + iv.Length))
            Catch ex As Exception
                Throw New CryptographicException("Unable to decrypt: " + ex.Message)
            End Try

            Return result
        End Function    

        Friend Shared Function GetAlgorithmName(ByVal typo As Algorithms) As String
            Dim algtype As String = String.Empty

            Select Case typo
                Case Algorithms.DES
                    Return "DES"
                    Exit Select
                Case Algorithms.RC2
                    Return "RC2"
                    Exit Select
                Case Algorithms.RDAEL
                    Return "Rijndael"
                    Exit Select
                Case Algorithms.TDES
                    Return "TripleDES"
                    Exit Select
                Case Else
                    Return "Rijndael"
                    Exit Select
            End Select

            Return algtype
        End Function

        Friend Shared Function ReadKeyString(ByVal xmlkeystring As String) As RSA
            Dim rsaer As RSA = Nothing

            Try
                If (String.IsNullOrEmpty(xmlkeystring)) Then Throw New Exception("Key is not specified")
                rsaer = RSA.Create()
                rsaer.FromXmlString(xmlkeystring)
            Catch ex As Exception
                Throw New CryptographicException("Unable to load key")
            End Try

            Return rsaer
        End Function    

End Namespace
person Andrea Celin    schedule 21.12.2008
comment
Спасибо, Андреа, ваш код очень помог. Не могли бы вы опубликовать все это? Скажите, вы использовали какой-то класс сокетов для отправки и получения открытых ключей и зашифрованных данных? - person gogole; 21.12.2008

@gogole: на самом деле я не использую сокеты, этот код используется отдельно с ключами, принесенными вручную. Однако, как только у вас будет механизм склепа, вы пройдете более половины пути.

Здесь отсутствуют два метода для создания ключей, так как вы запросили полный код. Надеюсь, вы нашли это полезным

Public Shared Sub CreateKeyPair(ByVal filename As String)
    Dim xmlpublic As String = String.Empty
    Dim xmlprivate As String = String.Empty

    CreateKeyPair(xmlpublic, xmlprivate)

    Try
        Dim writer As New StreamWriter(filename + ".prv")
        writer.Write(xmlprivate)
        writer.Flush()
        writer.Close()
    Catch ex As Exception
        Throw New CryptographicException("Unable to write private key file: " + ex.Message)
    End Try

    Try
        Dim writer = New StreamWriter(filename + ".pub")
        writer.Write(xmlpublic)
        writer.Flush()
        writer.Close()
    Catch ex As Exception
        Throw New CryptographicException("Unable to write public key file: " + ex.Message)
    End Try
End Sub

Public Shared Sub CreateKeyPair(ByRef xmlpublic As String, ByRef xmlprivate As String)
    Dim rsa As RSA = Nothing

    Try
        rsa.Create()
    Catch ex As Exception
        Throw New CryptographicException("Unable to initialize keys: " + ex.Message)
    End Try

    Try
        xmlpublic = rsa.ToXmlString(True)
    Catch ex As Exception
        Throw New CryptographicException("Unable to generate public key: " + ex.Message)
    End Try

    Try
        xmlprivate = rsa.ToXmlString(False)
    Catch ex As Exception
        Throw New CryptographicException("Unable to generate private key: " + ex.Message)
    End Try
End Sub
person Andrea Celin    schedule 21.12.2008

Не знает много vb, но пытался преобразовать @Andrea Celin в один из полезных кодов в c #

namespace Crypto
{
using System;
using System.Security.Cryptography;
class RSACry
{
    public enum Algorithms
    {
        DES,
        TDES,
        RC2,
        RDAEL
    };
    public string Encrypt(string xmlkeystring, Algorithms typo, string datatoencrypt)
    {
        RSA rsaer = RSACry.ReadKeyString(xmlkeystring);
        byte[] result = RSACry.EncryptIt(rsaer, typo, datatoencrypt);
        return System.Convert.ToBase64String(result);
    }

    public string Decrypt(string xmlkeystring,Algorithms typo,string datatodecrypt)
    {
        RSA rsaer = RSACry.ReadKeyString(xmlkeystring);
        byte[] result =RSACry.DecryptIt(rsaer, typo, datatodecrypt);
        return System.Text.Encoding.UTF8.GetString(result);
    }

    public static byte[] EncryptIt(RSA rsaer, Algorithms typo, string datatoencrypt)
    {
        byte[] result = null;
        try
        {
            byte[] plainbytes = System.Text.Encoding.UTF8.GetBytes(datatoencrypt);
            SymmetricAlgorithm sa = SymmetricAlgorithm.Create(RSACry.GetAlgorithmName(typo));
            ICryptoTransform ct = sa.CreateEncryptor();
            byte[] encrypt = ct.TransformFinalBlock(plainbytes, 0, plainbytes.Length);
            RSAPKCS1KeyExchangeFormatter fmt = new RSAPKCS1KeyExchangeFormatter(rsaer);
            byte[] keyex = fmt.CreateKeyExchange(sa.Key);

            //--return the key exchange, the IV (public) and encrypted data 
            result = new byte[keyex.Length + sa.IV.Length + encrypt.Length];
            Buffer.BlockCopy(keyex, 0, result, 0, keyex.Length);
            Buffer.BlockCopy(sa.IV, 0, result, keyex.Length, sa.IV.Length);
            Buffer.BlockCopy(encrypt, 0, result, keyex.Length + sa.IV.Length, encrypt.Length);
        }
        catch (Exception ex)
        {
            throw new CryptographicException("Unable to crypt: " + ex.Message);
        }
        return result;
    }

    public static byte[] DecryptIt(RSA rsaer, Algorithms typo, string datatodecrypt)
    {
        byte[] result = null;

        try
        {
            byte[] encrbytes = System.Convert.FromBase64String(datatodecrypt);
            SymmetricAlgorithm sa = SymmetricAlgorithm.Create(RSACry.GetAlgorithmName(typo));
            byte[] keyex = new byte[(rsaer.KeySize >> 3) - 1];
            Buffer.BlockCopy(encrbytes, 0, keyex, 0, keyex.Length);

            RSAPKCS1KeyExchangeDeformatter def = new RSAPKCS1KeyExchangeDeformatter(rsaer);
            byte[] key = def.DecryptKeyExchange(keyex);
            byte[] iv = new byte[sa.IV.Length - 1];
            Buffer.BlockCopy(encrbytes, keyex.Length, iv, 0, iv.Length);

            ICryptoTransform ct = sa.CreateDecryptor(key, iv);
            result = ct.TransformFinalBlock(encrbytes, keyex.Length + iv.Length, (encrbytes.Length - 1) - (keyex.Length + iv.Length));
        }
        catch (Exception ex)
        {
            throw new CryptographicException("Unable to decrypt: " + ex.Message);
        }

        return result;
    }

    public static string GetAlgorithmName(Algorithms typo)
    {
        string algtype = String.Empty;
        switch(typo)
        {
            case Algorithms.DES:
                algtype = "DES";
                break;
            case Algorithms.RC2:
                algtype = "RC2";
                break;
            case Algorithms.RDAEL:
                algtype = "Rijndael";
                break;
            case Algorithms.TDES:
                algtype = "TripleDES";
                break;
            default:
                algtype = "Rijndael";
                break;
        }
        return algtype;
    }

    public static RSA ReadKeyString(string xmlkeystring)
    {
        RSA rsaer = null;
        try
        {
            if (String.IsNullOrEmpty(xmlkeystring))
            { throw new Exception("Key is not specified"); }
            rsaer = RSA.Create();
            rsaer.FromXmlString(xmlkeystring);
        }
        catch (Exception ex)
        {
            throw new CryptographicException("Unable to load key :"+ex.Message);
        }
        return rsaer;
    }
}
}
person Raj    schedule 02.02.2013