c# - .NET RSACryptoServiceProvider 使用4096私钥加密，如何在Android上解密

Question

我正在使用RSACryptoServiceProvider和私钥对.NET中的消息进行加密。 (PKCS#1 v1.5)

当我尝试使用以下使用公钥的代码在.NET中解密时，一切正常:

private static string Decrypt(string key, string content)
{
     byte[] rgb = Convert.FromBase64String(content);
     var cryptoServiceProvider = new RSACryptoServiceProvider(new CspParameters()
     {
          ProviderType = 1
     });
     cryptoServiceProvider.ImportCspBlob(Convert.FromBase64String(key));
     return Convert.ToBase64String(cryptoServiceProvider.Decrypt(rgb, false));
}

另一方面，当我尝试找到一种算法在 Android 中实现相同的解密方法时，我无法使用公钥正确解密它。我从 .NET 中的公钥导出了模数和指数，以便在 Android 上正确加载它。

Android中的方法在这里:

public String Decrypt(String input) {
    try {
        KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance("RSA");

        String modulusString = "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";
        String exponentString = "AQAB";

        byte[] modulusBytes = Base64.decode(modulusString.getBytes("UTF-8"), Base64.DEFAULT);
        byte[] dBytes = Base64.decode(exponentString.getBytes("UTF-8"), Base64.DEFAULT);

        BigInteger modulus = new BigInteger(1, modulusBytes);
        BigInteger d = new BigInteger(1, dBytes);

        RSAPublicKeySpec keySpec = new RSAPublicKeySpec(modulus, d);
        PublicKey key = keyFactory.generatePublic(keySpec);

        //at one point I read somewhere that .net reverses the byte array so that it needs to be reversed for java, but who knows any more
        /*byte[] inputArrayReversed = Base64.decode(input.getBytes("UTF-8"), Base64.DEFAULT);
        for (int i = 0; i < inputArrayReversed.length / 2; i++) {
            byte temp = inputArrayReversed[i];
            inputArrayReversed[i] = inputArrayReversed[inputArrayReversed.length - 1];
            inputArrayReversed[inputArrayReversed.length - 1] = temp;
        }*/

        byte[] decryptedText = null;
        Cipher cipher = Cipher.getInstance("RSA/ECB/PKCS1Padding");
        cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key);
        decryptedText = cipher.doFinal(Base64.decode(input.getBytes("UTF-8"), Base64.DEFAULT));
        return Base64.encodeToString(decryptedText, Base64.NO_WRAP);
        //return new String(decryptedText, "UTF-8");
    } catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
    }
    return "";
}

实际上，我还尝试了 Cypher 类中指定的不同算法，还尝试了许多其他组合，尝试使用 SpongyCaSTLe 而不是内置的 Android RSA 提供程序，但没有任何效果。如果有人有任何线索为我指明正确的方向，我将不胜感激。

第一个提示是，来自 .NET 的解密字符串长度约为 25 个字符，当我让 Android 无异常(exception)地返回解密字符串时，它通常会更长，大约 500 个字节。

第二个提示已删除

第三个提示我也尝试过spongycaSTLe，但没有多大帮助

无论如何，提前感谢您的帮助!!!

更新1

第二个提示因错误而被删除，请忽略它。现在我有一个问题，下面是否可以证明公钥加载正确，只是为了排除这个问题。

上面的 Android 代码中的 BigInteger 模数和指数与 .NET 中的以下 BigInteger 显示相同的整数值。

  var parameters = csp.ExportParameters(false);
  var modulusInteger = new BigInteger(parameters.Modulus.Reverse().Concat(new byte[] { 0 }).ToArray());
  var exponentInteger = new BigInteger(parameters.Exponent.Reverse().Concat(new byte[] { 0 }).ToArray());

更新2

This和 This所以答案提供了一些有趣的线索

Answer 1

嘿，这个错误是基础错误之一，我们有一个架构，我们使用公钥进行加密并使用私钥进行解密。问题出在架构本身，因为当我们最初设置它时，我们将私钥发送到所有客户端应用程序，这是一个很大的安全缺陷。

我的错误是，我假设在客户端上我们有公钥，实际上我一直在尝试加载公钥然后解密。

如果我深入了解 PKI 并与同事更好地沟通，我可能会注意到一些事情:

• 解密只能用私钥完成，而另一方面验证可以用公钥完成，所以当我看到在.NET中的客户端上使用Decrypt时，我应该假设在客户端上我们有私钥(这最终是我们使用 PKI 的方式中的一个安全缺陷)

我已经知道或学到并想与他人分享的一些事情:

1. 私钥应该保密，无论您是想将其保存在服务器上还是最好只保存在一个客户端上，因为可以很容易地从私钥中猜出公钥，然后有人可以轻松地重复您的整个加密过程轻松处理并破坏您的安全
2. PKI 适用于两种场景: 第一种情况是当您想要加密某些内容并且只有特定的人/计算机可以解密它时。在第一个场景中，如您所见，许多利益相关者可以拥有某人的公钥并向他发送消息，并且只有他可以使用他的私钥读取消息。第二种情况是当您想要确保发送给您的消息没有被更改并且是由特定的人/计算机发送的。在这种情况下，您使用私钥签署数据，并在另一端使用验证数据强><强>公钥。唯一适合我们的过程是签名<->验证，因为我们发送带有签名的纯文本许可证，因此在客户端上我们希望确保没有人篡改纯文本许可证并且它来 self 们。
3. 在您的代码中，如果解密或验证函数在 50% 的时间内抛出异常，这是因为加载了不正确的 key 或错误地加载了正确的 key ，而在另外 50% 的情况下，则是因为您使用的算法不正确或者算法参数设置不正确或者平台之间的算法实现不兼容(最后一种情况很少见)

.NET 服务器代码

  public string Sign(string privateKey, string data)
  {
       _rsaProvider.ImportCspBlob(Convert.FromBase64String(privateKey));

       //// Write the message to a byte array using UTF8 as the encoding.
       var encoder = new UTF8Encoding();
       byte[] byteData = encoder.GetBytes(data);

       //// Sign the data, using SHA512 as the hashing algorithm 
       byte[] encryptedBytes = _rsaProvider.SignData(byteData, new SHA1CryptoServiceProvider());

       return Convert.ToBase64String(encryptedBytes);
   }

.NET 客户端代码(Win Mobile)

   private bool Verify(string key, string signature, string data)
   {
        CspParameters cspParams = new CspParameters { ProviderType = 1 };
        RSACryptoServiceProvider rsaProvider = new RSACryptoServiceProvider(cspParams);
        rsaProvider.ImportCspBlob(Convert.FromBase64String(key));

        byte[] signatureBytes = Convert.FromBase64String(signature);
        var encoder = new UTF8Encoding();
        byte[] dataBytes = encoder.GetBytes(data);

        return rsaProvider.VerifyData(dataBytes, new SHA1CryptoServiceProvider(), signatureBytes);
    }

Android客户端代码:

public boolean Verify(RSAPublicKey key, String signature, String data)
{
    try
    {
        Signature sign = Signature.getInstance("SHA1withRSA");
        sign.initVerify(key);
        sign.update(data.getBytes("UTF-8"));
        return sign.verify(Base64.decode(signature.getBytes("UTF-8"), Base64.NO_WRAP));
    }
    catch (Exception e)
    {
        e.printStackTrace();
    }
    return false;
}

.NET 中的公钥以 xml 格式导出，代码如下:

public string ExportPublicToXML(string publicKey)
{
    RSACryptoServiceProvider csp = new RSACryptoServiceProvider(new CspParameters()
    {
        ProviderType = 1
    });
    csp.ImportCspBlob(Convert.FromBase64String(publicKey));

    return csp.ToXmlString(false);
}

然后在Android中使用模数和指数来加载公钥:

private RSAPublicKey GetPublicKey(String keyXmlString) throws InvalidKeySpecException, UnsupportedEncodingException, NoSuchAlgorithmException
{
    KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance("RSA");

    String modulusString = keyXmlString.substring(keyXmlString.indexOf("<Modulus>"), keyXmlString.indexOf("</Modulus>")).replace("<Modulus>", "");
    String exponentString = keyXmlString.substring(keyXmlString.indexOf("<Exponent>"), keyXmlString.indexOf("</Exponent>")).replace("<Exponent>", "");

    byte[] modulusBytes = Base64.decode(modulusString.getBytes("UTF-8"), Base64.DEFAULT);
    byte[] dBytes = Base64.decode(exponentString.getBytes("UTF-8"), Base64.DEFAULT);

    BigInteger modulus = new BigInteger(1, modulusBytes);
    BigInteger d = new BigInteger(1, dBytes);

    RSAPublicKeySpec keySpec = new RSAPublicKeySpec(modulus, d);

    return (RSAPublicKey) keyFactory.generatePublic(keySpec);
}