RSA 简介及 C# 和 js 实现【加密知多少系列_4】

〇、简介

谈及 RSA 加密算法，我们就需要先了解下这两个专业名词，对称加密和非对称加密。

• 对称加密：在同一密钥的加持下，发送方将未加密的原文，通过算法加密成密文；相对的接收方通过算法将密文解密出来原文的过程，就是对称加密算法。

• 非对称加密：发送发和接收方通过不同的密钥加解密的过程就是非对称加密。发送方通过公钥加密后的密文，接收方通过私钥解密密文成明文。公钥就是公开的，让全部发送方使用，私钥是保密的，不能公开，专门供接收方解密收到的密文，没有私钥的第三方就无法解密密文，从而保证了数据传输的安全性。

非对称加密的代表算法是 RSA 算法，其是目前最有影响力的公钥加密算法，并且被普遍认为是目前最优秀的公钥方案之一。本文也将做专门介绍。

RSA 公钥加密算法是 1977 年由 Ron Rivest、Adi Shamirh 和 Len Adleman 在美国麻省理工学院开发的，RSA 取名来自开发他们三者的名字。

RSA 是第一个能同时用于加密和数字签名的算法，它能够抵抗到目前为止已知的所有密码攻击，已被 ISO 推荐为公钥数据加密标准。

RSA 公开密钥密码体制的原理是：根据数论，寻求两个大素数比较简单，而将它们的乘积进行因式分解却极其困难，因此可以将乘积公开作为加密密钥。

强大的加密算法也存在一些缺点：

• 产生密钥很麻烦，受到素数产生技术的限制，因而难以做到一次一密（密钥只能使用一次，永远不对其它消息重复使用）。
• 分组长度太大，为保证安全性，n 至少也要 600bits 以上，使运算代价很高，尤其是速度较慢，较对称密码算法慢几个数量级；且随着大数分解技术的发展，这个长度还在增加，不利于数据格式的标准化。目前，SET(Secure Electronic Transaction) 协议中要求 CA 采用 2048bits 长的密钥，其他实体使用 1024bits 的密钥。
• RSA 密钥长度随着保密级别提高，增加很快。

同样的明文经 RSA 公钥加密后的结果，每次都不同。下面简单说明一下：

不管是使用RSA私钥进行签名还是公钥进行加密，操作中都需要对待处理的数据先进行填充，然后再对填充后的数据进行加密处理。

  EB = 00 || BT || PS || 00 || D

• D: data （指待处理数据，即填充前的原始数据）
• PS: padding string （填充字符串）
• BT: block type （数据块类型）
• EB: encryption block （待加密的数据块，经过填充后结果）
• ||: 表示连接操作 （X||Y 表示将 X 和 Y 的内容连接到一起）

  "填充后数据" = "00" + "数据块类型" + "填充字符串" + "00" + "原始数据"

对私钥处理的数据，BT 取值为 00 或 01：

• BT 取值为 00 时，PS 为全 00 的字符串；
• BT 取值为 01 时，PS 为全 FF 的字符串，通过填充得到的整数会足够大，可以阻止某些攻击，因此也是推荐的填充方式。

针对公钥处理的数据，BT 取值为 02：

• 使用伪随机的 16 进制字符串填充 PS，而且每次操作进行填充的伪随机书都是独立的。

可见，针对公钥处理的数据，其填充内容为伪随机（限制范围的随机数）的 16 进制字符串，每次操作的填充内容都不一样。因此每次使用公钥加密数据得到的结果就不一样了。

  参考：为什么RSA公钥每次加密得到的结果都不一样？  通俗易懂的对称加密与非对称加密原理浅析

一、C# 语言实现

首先需要安装一个包：BouncyCastle.NetCore。

注意：检验密文是的选项可参考以下值，Hash：SHA-256；MGFHash：SHA-256；填充模式：ENCRYPTION_PKCS1。

// 测试
RsaSecretKey rSASecretKey = SecurityRSA.GenerateRsaSecretKey(1024);
// 密钥示例：（每次结果都不同）
// MIICdQIBADANBgkqh