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前段时间的一个项目，涉及到在C#的项目中调用外部Java系统的接口，其中的登录功能要求C#端先与Java端协商RSA公钥，然后用公钥加密密码提交给Java端进行验证。Java端使用的是2048位的标准RSA加密，给出的公钥是一个HEX字符串，如：
|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|
RSA本身的算法不复杂，相信不少人都在项目中做过加解密，不同语言都封装得挺好，可是一但跨语言，问题就来了。正好借着这个项目，深入研究了一下。
首先看看这个公钥是怎么来的。在Java中，一般这样产生密钥对并且编码输出公钥：
| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 | /*********** Java代码 ***********/ //初始化2048位的RSA密钥生成器 KeyPairGenerator generator = KeyPairGenerator.getInstance( "RSA" ); generator.initialize( 2048 ); //生成密钥对，并得到公钥与私钥 KeyPair keys = generator.generateKeyPair(); RSAPublicKey publicKey = (RSAPublicKey)keys.getPublic(); RSAPrivateKey privateKey = (RSAPrivateKey)keys.getPrivate(); //编码，并转化成HEX形式的字符串 String publicKeyHex = bytes2hex(publicKey.getEncoded()); System.out.println(publicKeyHex); |
本文一开头那个3082开头的大字符串就是这么产生的。需要利用公钥加密时，在Java里一般这么做：
| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 | /*********** Java代码 ***********/ //还原公钥 KeyFactory factory = KeyFactory.getInstance( "RSA" ); X509EncodedKeySpec spec = new X509EncodedKeySpec(hex2byte(publicKeyHex)); PublicKey publicKey = factory.generatePublic(spec); //RSA公钥加密(无填充模式) Cipher cipher = Cipher.getInstance( "RSA/ECB/NoPadding" ); cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, publicKey); byte [] result = cipher.doFinal( "PASSWORD" .getBytes( "UTF-8" )); //密文转化成HEX字符串 String resultHex = byte2hex(result); |
上面2段代码涉及到byte[]和HEX字符串的相互转化，顺便也放一下：
| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 | /*********** Java代码 ***********/ private byte [] hex2bytes(String hex) { String digital = "0123456789ABCDEF" ; char [] hex2char = hex.toCharArray(); byte [] bytes = new byte [hex.length() / 2 ]; int temp; for ( int i = 0 ; i < bytes.length; i++) { temp = digital.indexOf(hex2char[ 2 * i]) * 16 ; temp += digital.indexOf(hex2char[ 2 * i + 1 ]); bytes[i] = ( byte ) (temp & 0xff ); } return bytes; } private String bytes2hex( byte [] b) { String hs = "" ; String stmp = "" ; for ( int n = 0 ; n < b.length; n++) { stmp = (java.lang.Integer.toHexString(b[n] & 0xFF )); if (stmp.length() == 1 ) hs = hs + "0" + stmp; else hs = hs + stmp; } return hs.toUpperCase(); } |
我相信绝大多数Java程序员从来没想过getEncoded()是什么算法，它是如何把modulus与publicExponent封装到一个byte[]里去的。而对于C#程序员来讲，RSA公钥加密必须要用到modulus与publicExponent，无论它们是XML形式还是byte[]形式，因此如何从publicKeyHex中解析这两个参数就成了第一个关键点。
我们看看JavaDoc上是怎么说的。
| An Encoded Form This is an external encoded form for the key used when a standard representation of the key is needed outside the Java Virtual Machine, as when transmitting the key to some other party. The key is encoded according to a standard format (such as X.509 SubjectPublicKeyInfo or PKCS#8), and is returned using the getEncoded method. Note: The syntax of the ASN.1 type SubjectPublicKeyInfo is defined as follows: SubjectPublicKeyInfo ::= SEQUENCE { algorithm AlgorithmIdentifier, subjectPublicKey BIT STRING } AlgorithmIdentifier ::= SEQUENCE { algorithm OBJECT IDENTIFIER, parameters ANY DEFINED BY algorithm OPTIONAL } For more information, see RFC 3280: Internet X.509 Public Key Infrastructure Certificate and CRL Profile. |
根据ASN.1标准进行保存的，涉及到了2种格式：X.509 SubjectPublicKeyInfo和PKCS#8， 具体是哪种可以从getFormat()的方法说明里可以找到答案：公钥使用的是X.509 SubjectPublicKeyInfo，私钥使用的是PKCS#8。
我们只关心公钥，OK，下一步来看看如何从中解出我们需要的modulus和publicExponent。很遗憾的说一句，.NetFramework中没有现成的类来处理ASN.1和SubjectPublicKeyInfo，想获取数据有这么几个方法：
1、利用Win32API，引入非托管代码crypt32.dll，调用CryptDecodeObject()方法来解码
2、利用第三方的类库，比如BouncyCastle，它有C#的实现，
3、自己分析
个人比较推荐BouncyCastle，不过本文打算“深入”研究一下，所以准备走第3条路。
未完待续……