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C#的RSA加密解密签名，就为了支持PEM PKCS#8格式密钥对的导入导出

發(fā)布時間：2023/12/4 C# 75 豆豆

生活随笔收集整理的這篇文章主要介紹了 C#的RSA加密解密签名，就为了支持PEM PKCS#8格式密钥对的导入导出小編覺得挺不錯的,現(xiàn)在分享給大家,幫大家做個參考.

差點造了一整個輪子

.Net Framework 4.5 里面的RSA功能，并未提供簡單對PEM密鑰格式的支持（.Net Core有咩？），差點（還遠著）造了一整個輪子，就為了支持PEM PKCS#8、PKCS#1格式密鑰對的導(dǎo)入導(dǎo)出。

Github:?https://github.com/xiangyuecn/RSA-csharp

本文內(nèi)容來自README，主要介紹了PEM PKCS#8、PKCS#1公鑰和私鑰格式，并以此為基礎(chǔ)寫的C#函數(shù)方法。

前言、自述、還有啥

在寫一個小轉(zhuǎn)換工具時加入了RSA加密解密支持（見圖RSA工具），秘鑰輸入框支持填寫XML和PEM格式，操作類型里面支持XML->PEM、PEM->XML的轉(zhuǎn)換。

實現(xiàn)相應(yīng)功能發(fā)現(xiàn)原有RSA操作類不能良好工作，PEM->XML沒問題，只要能通過PEM創(chuàng)建RSA，就能用RSACryptoServiceProvider自帶方法導(dǎo)出XML。但XML->PEM沒有找到相應(yīng)的簡單實現(xiàn)方法，大部分博客寫的用BouncyCastle庫來操作，代碼是少，但BouncyCastle就有好幾兆大小，我的小工具啊才100K；所以自己實現(xiàn)了一個支持導(dǎo)出PKCS#1、PKCS#8格式PEM密鑰的方法RSA_PEM.ToPEM。

操作過程中發(fā)現(xiàn)原有RSA操作類不支持用PKCS#8格式PEM密鑰來創(chuàng)建RSA對象（用的RSACryptoServiceProviderExtension的擴展方法來支持PEM密鑰），僅支持PKCS#1，所以又自己實現(xiàn)了一個從PEM密鑰來創(chuàng)建RSACryptoServiceProvider的方法RSA_PEM.FromPEM。

在實現(xiàn)導(dǎo)入導(dǎo)出PEM密鑰過程中，對PKCS#1、PKCS#8格式的PEM密鑰有了一定的了解，主要參考了：

《RSA公鑰文件（PEM）解析》：公鑰字節(jié)碼分解。

《RSA私鑰文件（PEM）解析》：私鑰字節(jié)碼分解。

《iOS安全相關(guān) - RSA中公鑰的DER格式組成》：1字節(jié)和2字節(jié)長度表述方法，和為什么有些字段前面要加0x00。

跑起來

clone下來用vs應(yīng)該能夠直接打開，經(jīng)目測看起來沒什么卵用的文件都svn:ignore掉了（svn滑稽。

主要支持

通過XML格式密鑰對創(chuàng)建RSA
通過PEM格式密鑰對創(chuàng)建RSA
RSA加密、解密
RSA簽名、驗證
導(dǎo)出XML格式公鑰、私鑰
導(dǎo)出PEM格式公鑰、私鑰
PEM格式秘鑰對和XML格式秘鑰對互轉(zhuǎn)

PEM密鑰編碼格式

長度表述方法

PEM格式中，每段數(shù)據(jù)基本上都是flag+長度數(shù)據(jù)占用位數(shù)+長度數(shù)值+數(shù)據(jù)這種格式。

長度數(shù)據(jù)占用位數(shù)有0x81和0x82兩個值，分別代表長度數(shù)值占用了1字節(jié)和2字節(jié)。

但長度數(shù)據(jù)占用位數(shù)不一定存在，如果長度數(shù)值<0x80時（理由應(yīng)該和下面這個加0x00一致），長度數(shù)值直接在flag后面用1位來表述，變成了flag+長度數(shù)值(<0x80)+數(shù)據(jù)。

什么情況下內(nèi)容前面要加0x00

如果內(nèi)容的bit流的前4 bit十六進制值>=8就要在內(nèi)容前面加0x00，其他不用加。

一個大整數(shù)，最高位為符號位，其為1時，就是負數(shù)，所以要在最高位填充0x00以保證不為負。

PEM公鑰編碼格式

PKCS#1、PKCS#8公鑰編碼都是統(tǒng)一的格式。

/*****1024字節(jié)公鑰*****/-----BEGIN PUBLIC KEY----- MIGfMA0GCSqGSIb3DQEBAQUAA4GNADCBiQKBgQCYw9+M3+REzDtYqwBrs/as/Oy8 GRE5OmnqOV0EfkEiCIjiczbVEFnZ3qRjLbDATfmBxNQ6c6Fga8nX28glEH/aL/RG2KdpI8KMUqKAszNydsHSeh9MSKcd5zgS4NuE0u+eR7CB8kOWipiLDQmY38kpM36p RWdNQlpIaTDo5IhJJwIDAQAB -----END PUBLIC KEY-----/*****二進制表述*****/30819F300D06092A864886F70D010101050003818D003081890281810098C3DF8CDFE444CC3B58AB006BB3F6ACFCECBC1911393A69EA395D047E41220888E27336D51059D9DEA4632DB0C04DF981C4D43A73A1606BC9D7DBC825107FDA2FF446D8A76923C28C52A280B3337276C1D27A1F4C48A71DE73812E0DB84D2EF9E47B081F243968A988B0D0998DFC929337EA945674D425A486930E8E48849270203010001/*****二進制分解*****//* 后續(xù)（到結(jié)尾）內(nèi)容長度為0x9F字節(jié)，相當于整個文件長度-當前這4字節(jié)。格式：tag[+長度數(shù)據(jù)占用位數(shù)(可選)]+后續(xù)長度數(shù)值，此處tag=0x30，長度數(shù)據(jù)占用1位（參考前面長度表述方法），后續(xù)長度數(shù)值=0x9F個字節(jié) */30 81 9F/* 固定內(nèi)容 encoded OID sequence for PKCS #1 rsaEncryption szOID_RSA_RSA = "1.2.840.113549.1.1.1"（其實不懂是啥玩意） */30 0D 06092A864886F70D0101010500/*后續(xù)內(nèi)容長度，后面內(nèi)容長度為0x8D字節(jié)，和開頭格式一致*/03 81 8D/*固定內(nèi)容*/00/*后續(xù)內(nèi)容長度，后面內(nèi)容長度為0x89字節(jié)，和開頭格式一致*/30 81 89/* RSA Modulus內(nèi)容格式：tag[+長度數(shù)據(jù)占用位數(shù)(可選)]+內(nèi)容長度數(shù)值+內(nèi)容，此處tag=0x02，所有RSA相關(guān)參數(shù)都是用02，長度數(shù)據(jù)占用位數(shù)為1字節(jié)，內(nèi)容長度數(shù)值=0x81個字節(jié)，內(nèi)容為0x00-0x27這一段（參考前面什么情況下要加0x00）。 */02 81 810098C3DF8CDFE444CC3B58AB006BB3F6ACFCECBC1911393A69EA395D047E41220888E27336D51059D9DEA4632DB0C04DF981C4D43A73A1606BC9D7DBC825107FDA2FF446D8A76923C28C52A280B3337276C1D27A1F4C48A71DE73812E0DB84D2EF9E47B081F243968A988B0D0998DFC929337EA945674D425A486930E8E4884927/*RSA Exponent內(nèi)容，和Modulus一樣，但此處長度數(shù)據(jù)占用位數(shù)不存在*/02 03 010001

PEM PKCS#1私鑰編碼格式

/*****1024字節(jié)PKCS#1私鑰*****/-----BEGIN RSA PRIVATE KEY----- MIICXAIBAAKBgQCYw9+M3+REzDtYqwBrs/as/Oy8GRE5OmnqOV0EfkEiCIjiczbV EFnZ3qRjLbDATfmBxNQ6c6Fga8nX28glEH/aL/RG2KdpI8KMUqKAszNydsHSeh9M SKcd5zgS4NuE0u+eR7CB8kOWipiLDQmY38kpM36pRWdNQlpIaTDo5IhJJwIDAQAB AoGAcGNSWRrynia+1onf4lzg8v2U0QGEKV0vRNF0/HRCSN6MjkUDJxdDc0UYHZsk uSXklTMQi/w70msacQNRqOsNk32O6vVPxr4NfTVaIV59Jv9Z5SXGiRmRZXeRw0ks KYdOwaDJJu9zETNHZoMFJm8sq/tGJPQCPNesoZRZssL7mjkCQQDOI6jKt60bvu6V XvtQoyUUbyMj9eCOBatS49jRvv326TMc951e9TcbnD0cxJrV1N6yIi+++ejwfagb eYf++N61AkEAvbc8KTlBbI9TMwnVkQpst+ckgm3gpRDhAfQ/Lt7r8g2KAHsJv+wb AJCgu8PgqM9mQjVxZ+78+aLEQ+h5rvMV6wJAY1c9/ct8ihV+Zs+qL1cgBHP2rFrO x8KlqMGS+KmhPD9v2XLfDScBUrX9oYKB17DJTXE6Lz/CaTs1K2BrEI4gzQJBAJIQ s9chaAfHSc1v8uha2F23Ltrk8iLknfi9LrBNneedGPVJxbXoeNm0gKxQIXaXSCoN r6TP0iH5eZa3NIjIS8UCQAbw+d2WJIon+vuUsKk2dtZTqZx8e53NreZUFMaIkoS5 JPJqI6/6hq8/2ARFO3P9/qkxDMkJv8mSjV91cZixB10= -----END RSA PRIVATE KEY-----/*****二進制表述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二進制分解（大部分和公鑰格式相同）*****//*后續(xù)內(nèi)容長度，后面內(nèi)容長度為0x025C個字節(jié)，和公鑰開頭格式一致，參考公鑰部分*/30 82 025C/*固定版本號*/02 01 00/*#####從這里開始后面就是內(nèi)容了注：KCS#8僅僅是在此處插入部分內(nèi)容#####*//*RSA Modulus內(nèi)容，和公鑰開頭格式一致，參考公鑰部分*/02 81 81 0098C3DF8CDFE444CC3B58AB006BB3F6ACFCECBC1911393A69EA395D047E41220888E27336D51059D9DEA4632DB0C04DF981C4D43A73A1606BC9D7DBC825107FDA2FF446D8A76923C28C52A280B3337276C1D27A1F4C48A71DE73812E0DB84D2EF9E47B081F243968A988B0D0998DFC929337EA945674D425A486930E8E4884927/*RSA Exponent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nverseQ*/02 4006F0F9DD96248A27FAFB94B0A93676D653A99C7C7B9DCDADE65414C6889284B924F26A23AFFA86AF3FD804453B73FDFEA9310CC909BFC9928D5F757198B1075D

PEM PKCS#8私鑰編碼格式

/*****1024字節(jié)PKCS#8私鑰*****/-----BEGIN PRIVATE KEY----- MIICdgIBADANBgkqhkiG9w0BAQEFAASCAmAwggJcAgEAAoGBAJjD34zf5ETMO1ir AGuz9qz87LwZETk6aeo5XQR+QSIIiOJzNtUQWdnepGMtsMBN+YHE1DpzoWBrydfb yCUQf9ov9EbYp2kjwoxSooCzM3J2wdJ6H0xIpx3nOBLg24TS755HsIHyQ5aKmIsN CZjfySkzfqlFZ01CWkhpMOjkiEknAgMBAAECgYBwY1JZGvKeJr7Wid/iXODy/ZTR AYQpXS9E0XT8dEJI3oyORQMnF0NzRRgdmyS5JeSVMxCL/DvSaxpxA1Go6w2TfY7q9U/Gvg19NVohXn0m/1nlJcaJGZFld5HDSSwph07BoMkm73MRM0dmgwUmbyyr+0Yk9AI816yhlFmywvuaOQJBAM4jqMq3rRu+7pVe+1CjJRRvIyP14I4Fq1Lj2NG+/fbp Mxz3nV71NxucPRzEmtXU3rIiL7756PB9qBt5h/743rUCQQC9tzwpOUFsj1MzCdWR Cmy35ySCbeClEOEB9D8u3uvyDYoAewm/7BsAkKC7w+Coz2ZCNXFn7vz5osRD6Hmu8xXrAkBjVz39y3yKFX5mz6ovVyAEc/asWs7HwqWowZL4qaE8P2/Zct8NJwFStf2h goHXsMlNcTovP8JpOzUrYGsQjiDNAkEAkhCz1yFoB8dJzW/y6FrYXbcu2uTyIuSd +L0usE2d550Y9UnFteh42bSArFAhdpdIKg2vpM/SIfl5lrc0iMhLxQJABvD53ZYk iif6+5SwqTZ21lOpnHx7nc2t5lQUxoiShLkk8mojr/qGrz/YBEU7c/3+qTEMyQm/ yZKNX3VxmLEHXQ== -----END PRIVATE KEY-----/*****二進制表述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二進制分解（和PKCS#1只是多了一段數(shù)據(jù)，詳細結(jié)構(gòu)參考PKCS#1的）*****//*后續(xù)內(nèi)容長度*/30 82 0276/*固定版本號*/02 01 00/*#####相對于KCS#1僅僅是在此處開始插入部分數(shù)據(jù) Begin#####*//* 固定內(nèi)容 encoded OID sequence for PKCS #1 rsaEncryption szOID_RSA_RSA = "1.2.840.113549.1.1.1"（其實不懂是啥玩意） */30 0D 06092A864886F70D0101010500/*后續(xù)內(nèi)容長度，后面內(nèi)容長度為0x0260字節(jié)，和開頭格式一致*/04 82 0260/*后續(xù)內(nèi)容長度，后面內(nèi)容長度為0x025C字節(jié)，和開頭格式一致*/30 82 025C/*固定版本號*/02 01 00/*#####相對于KCS#1僅僅是在此處結(jié)束插入部分數(shù)據(jù) End#####*//*RSA Modulus內(nèi)容*/02 81 81 0098C3DF8CDFE444CC3B58A......后續(xù)內(nèi)容省略...

C# RSA操作類

主要文件

RSA.cs

此文件依賴RSA_PEM.cs，用于進行加密、解密、簽名、驗證、秘鑰導(dǎo)入導(dǎo)出操作。

[構(gòu)造函數(shù)] new RSA(1024)

通過指定密鑰長度來創(chuàng)建RSA，會生成新密鑰。

[構(gòu)造函數(shù)] new RSA("<xml>")

通過XML格式密鑰對創(chuàng)建RSA，xml可以是公鑰或私鑰，XML格式如：

<RSAKeyValue><Modulus>mMPfjN/kRMw7WKsAa7P2rPzsvBkROTpp6jldBH5BIgiI4nM21RBZ2d6kYy2wwE35gcTUOnOhYGvJ19vIJRB/2i/0RtinaSPCjFKigLMzcnbB0nofTEinHec4EuDbhNLvnkewgfJDloqYiw0JmN/JKTN+qUVnTUJaSGkw6OSISSc=</Modulus><Exponent>AQAB</Exponent></RSAKeyValue>

[構(gòu)造函數(shù)] new RSA("PEM",?any)

通過PEM格式密鑰對創(chuàng)建RSA，PEM可以是公鑰或私鑰，支持PKCS#1、PKCS#8格式，PEM格式如：

[方法] .ToXML([false]是否僅僅導(dǎo)出公鑰)

導(dǎo)出XML格式秘鑰對。如果RSA包含私鑰，默認會導(dǎo)出私鑰，設(shè)置僅僅導(dǎo)出公鑰時只會導(dǎo)出公鑰；不包含私鑰只會導(dǎo)出公鑰。

[方法] .ToPEM_PKCS1|.ToPEM_PKCS8([false]是否僅僅導(dǎo)出公鑰)

導(dǎo)出PEM格式秘鑰對，兩個方法分別導(dǎo)出PKCS#1、PKCS#8格式。如果RSA包含私鑰，默認會導(dǎo)出私鑰，設(shè)置僅僅導(dǎo)出公鑰時只會導(dǎo)出公鑰；不包含私鑰只會導(dǎo)出公鑰。

[方法] .Encode("字符串"|bytes)

加密操作，支持任意長度數(shù)據(jù)。

[方法] .DecodeOrNull("Base64字符串"|bytes)

解密操作，解密失敗返回null，支持任意長度數(shù)據(jù)。

[方法] .Sign("hash",?"字符串"|bytes)

通過hash算法（MD5、SHA1等）來對數(shù)據(jù)進行簽名。

[方法] .Verify("hash",?"sign",?"字符串")

通過hash算法（MD5、SHA1等）來驗證字符串是否和sign簽名一致。

RSA_PEM.cs

此文件不依賴任何文件，可以單獨copy來用（RSA_Unit里面的方法可以忽略）

[靜態(tài)方法] .FromPEM("PEM")

通過PEM格式秘鑰對來創(chuàng)建RSACryptoServiceProvider，PEM可以是公鑰或私鑰。

[靜態(tài)方法] .ToPEM(RSACryptoServiceProvider,?exportPublicOnly,?usePKCS8)

將RSA中的密鑰對導(dǎo)出成PEM格式，usePKCS8=false時返回PKCS#1格式，否則返回PKCS#8格式。如果RSA包含私鑰，默認會導(dǎo)出私鑰，設(shè)置僅僅導(dǎo)出公鑰時只會導(dǎo)出公鑰；不包含私鑰只會導(dǎo)出公鑰。

次要文件

RSA_Unit.cs

封裝的一些通用方法，如：base64。沒有此文件也可以，引用的地方用別的代碼實現(xiàn)。

Program.cs

控制臺入口文件，用來測試的，里面包含了主要的使用用例。

圖例

RSA工具：

控制臺運行：

原文地址: https://www.cnblogs.com/xiangyuecn/p/9922325.html

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的C#的RSA加密解密签名，就为了支持PEM PKCS#8格式密钥对的导入导出的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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