RSA 非对称可逆加密

2019-08-23  本文已影响0人  敏徕

非对称加密的接收者和发送者都持有两个密钥,一个是对外公开的,称为公钥,一个是自行保管的,称为私钥。非对称加密的规则是由某人A的公钥加密的消息,只能由A的私钥进行解密;由A的私钥加密的消息只能由A的公钥解密。此时我们可以得出接收方、发送方有两个公钥两个私钥一共四个密钥,我们先看看两种简单的方式,这两种方式都是只使用两个密钥。

第一种模式只使用接收方的公钥和私钥,称为加密模式。

加密模式

在加密模式中,由消息的接收方发布公钥,持有私钥。比如发送方要发送消息“hello,jimmy”到接收方,它的步骤是:

发送方使用接收者的公钥进行加密消息,然后发送。

接收方使用自己的私钥对消息进行解密。

可以使用下面一幅图来描述:


image.png

在这种模式下,如果第三方截获了发送者发出的消息,因为他没有接收者的私钥,所以这个消息对他来说毫无意义。可见,它能够满足本文最开始提出的消息安全传递的要点一:消息的发送方能够确定消息只有预期的接收方可以解密(不保证第三方无法获得,但保证第三方无法解密)

除此以外,因为接收方的公钥是公开的,任何人都可以使用这个公钥来加密消息并发往接收者,而接收者无法对消息进行判别,无法知道是由谁发送来的。所以,它不满足我们开始提出的消息安全传递的要点二:消息的接收方可以确定消息是由谁发送的(消息的接收方可以确定消息的发送方)。

这个问题可以在下面的认证模式中得到解决。

认证模式

在认证模式中,由消息的发送方发布公钥,持有私钥。比如发送者要发送消息“Welcome to Tracefact.net”到接收者,它的步骤是:

发送者使用自己的私钥对消息进行加密,然后发送。

接收者使用发送者的公钥对消息进行解密。

可以用下面一副图来表述:

image.png

在这种模式下,假如发送方叫做Ken,接收方叫做Matthew,因为Matthew只能使用Ken的公钥对消息进行解密,而无法使用Molly、Sandy或者任何其他人公钥对消息进行解密,所以他一定能够确定消息是由Ken发送来的。因此,这个模式满足了前面提出的消息安全传递的要点二。

与此同时,因为Ken的公钥是公开的,任何截获了该消息的第三方都能够使用Ken的公钥来对消息进行解密,换言之,消息现在是不安全的。因此,与加密模式正好相反,它无法满足前面提出的消息安全传递的要点一。

而不管是采用加密模式还是认证模式,都没有解决加密解密中的要点三:接收方必须能够确认消息没有被改动过。为了解决这个问题,又引入了数字签名。

优点:密钥管理很方便,
缺点:速度慢

加密钥公开,解密钥揣兜里,有什么作用呢? 保证内容只有我看得到,防止外传
解密钥公开,加密钥揣兜里,有什么作用呢? 保证数据不能篡改,一定来自于我

    c#代码:
    static void Main(string[] args)
    {
        //可逆非对称加密
        KeyValuePair<string, string> encryptDecrypt = RsaEncrypt.GetKeyPair();
        string rsaEn1 = RsaEncrypt.Encrypt("net", encryptDecrypt.Key);
        string rsaDe1 = RsaEncrypt.Decrypt(rsaEn1, encryptDecrypt.Value);
    }

    /// <summary>
    /// RSA ECC
    /// 可逆非对称加密 
    /// 非对称加密算法的优点是密钥管理很方便,缺点是速度慢。
    /// </summary>
    public class RsaEncrypt
    {

        /// <summary>
        /// 获取加密/解密对
        /// Encrypt   Decrypt
        /// </summary>
        /// <returns>Encrypt   Decrypt</returns>
        public static KeyValuePair<string, string> GetKeyPair()
        {
            RSACryptoServiceProvider RSA = new RSACryptoServiceProvider();
            string publicKey = RSA.ToXmlString(false);
            string privateKey = RSA.ToXmlString(true);
            return new KeyValuePair<string, string>(publicKey, privateKey);
        }

        /// <summary>
        /// 加密:内容+加密key
        /// </summary>
        /// <param name="content"></param>
        /// <param name="encryptKey">加密key</param>
        /// <returns></returns>
        public static string Encrypt(string content, string encryptKey)
        {
            RSACryptoServiceProvider rsa = new RSACryptoServiceProvider();
            rsa.FromXmlString(encryptKey);
            UnicodeEncoding ByteConverter = new UnicodeEncoding();
            byte[] DataToEncrypt = ByteConverter.GetBytes(content);
            byte[] resultBytes = rsa.Encrypt(DataToEncrypt, false);
            return Convert.ToBase64String(resultBytes);
        }

        /// <summary>
        /// 解密  内容+解密key
        /// </summary>
        /// <param name="content"></param>
        /// <param name="decryptKey">解密key</param>
        /// <returns></returns>
        public static string Decrypt(string content, string decryptKey)
        {
            byte[] dataToDecrypt = Convert.FromBase64String(content);
            RSACryptoServiceProvider RSA = new RSACryptoServiceProvider();
            RSA.FromXmlString(decryptKey);
            byte[] resultBytes = RSA.Decrypt(dataToDecrypt, false);
            UnicodeEncoding ByteConverter = new UnicodeEncoding();
            return ByteConverter.GetString(resultBytes);
        }


        /// <summary>
        /// 可以合并在一起的,,每次产生一组新的密钥
        /// </summary>
        /// <param name="content"></param>
        /// <param name="encryptKey">加密key</param>
        /// <param name="decryptKey">解密key</param>
        /// <returns>加密后结果</returns>
        private static string Encrypt(string content, out string publicKey, out string privateKey)
        {
            RSACryptoServiceProvider rsaProvider = new RSACryptoServiceProvider();
            publicKey = rsaProvider.ToXmlString(false);
            privateKey = rsaProvider.ToXmlString(true);

            UnicodeEncoding ByteConverter = new UnicodeEncoding();
            byte[] DataToEncrypt = ByteConverter.GetBytes(content);
            byte[] resultBytes = rsaProvider.Encrypt(DataToEncrypt, false);
            return Convert.ToBase64String(resultBytes);
        }
    }
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