Silverlight中非对称加密及数字签名RSA算法的实现（一）

RSA算法是第一个既能用于数据加密也能用于数字签名的算法。它易于理解和操作，也很流行。它的安全性是基于大整数素因子分解的困难性，而大整数因子分解问题是数学上的著名难题，至今没有有效的方法予以解决，因此可以确保RSA算法的安全性。

    到目前Silverlight4 Beta发布为止，Silverlight中仍然没有提供非对称加密及数字签名相关的算法。而.NET Framework中提供的RSA等算法，都是通过操作系统提供的相关API实现的，没法移植到Silverlight中使用。因此很难实现一个健壮点的Silverlight纯客户端的注册验证算法。这几天抽空写了个Silverlight下可用的RSA算法，使用非对称加密和数字签名使Silverlight纯客户端的注册验证算法健壮了不少。关于这个Silverlight下可用的RSA算法的具体实现，记录在下面，欢迎大家拍砖。

    RSA算法实现主要分为三部分：包括公钥和私钥的产生，非对称加密和解密，数字签名和验证，下面将逐个介绍RSA算法的工作原理及我的实现方法。

    1，公钥和私钥的产生

    随意选择两个大素数p、q，p不等于q，计算n = p * q。
    随机选择一个整数e，满足e和( p – 1 ) * ( q – 1 )互质。(注：e很容易选择，如3, 17, 65537等都可以。.NET Framework中e默认选择的就是65537)
利用Euclid算法计算解密密钥d,满足
      e * d ≡ 1 ( mod ( p - 1 ) * ( q - 1 ) )
    其中n和d也要互质。

    其中e和n就是公钥，d和n就是私钥。P、q销毁。

    在.NET Framework的RSA算法中，e对应RSAParameters.Exponent；d对应RSAParameters.D；n对应RSAParameters.ModulusExponent。.NET Framework中的RSA算法默认使用1024位长的密钥。公钥和私钥是利用.NET Framework的RSACryptoServiceProvider生成公钥xml文件和私钥xml文件来实现的。生成公钥和私钥xml文件的程序本身不是Silverlight程序。

RSACryptoServiceProvider rsa = new RSACryptoServiceProvider();

    //生成公钥XML字符串
    string publicKeyXmlString = rsa.ToXmlString(false);

    //生成私钥XML字符串
    string privateKeyXmlString = rsa.ToXmlString(true);

公钥和私钥将从生成的公钥xml文件和私钥xml文件中导入。

public class RSAPublicKey
    {
        public byte[] Modulus;
        public byte[] Exponent;

        public static RSAPublicKey FromXmlString(string xmlString)
        {
            if (string.IsNullOrEmpty(xmlString))
            {
                return null;
            }

            try
            {
                using (XmlReader reader = XmlReader.Create(new StringReader(xmlString)))
                {
                    if (!reader.ReadToFollowing("RSAKeyValue"))
                    {
                        return null;
                    }

                    if (reader.LocalName != "Modulus" && !reader.ReadToFollowing("Modulus"))
                    {
                        return null;
                    }
                    string modulus = reader.ReadElementContentAsString();

                    if (reader.LocalName != "Exponent" && !reader.ReadToFollowing("Exponent"))
                    {
                        return null;
                    }
                    string exponent = reader.ReadElementContentAsString();

                    RSAPublicKey publicKey = new RSAPublicKey();
                    publicKey.Modulus = Convert.FromBase64String(modulus);
                    publicKey.Exponent = Convert.FromBase64String(exponent);

                    return publicKey;
                }
            }
            catch
            {
                return null;
            }
        }        
    }

public class RSAPrivateKey
    {
        public byte[] Modulus;
        public byte[] D;

        public static RSAPrivateKey FromXmlString(string xmlString)
        {
            if (string.IsNullOrEmpty(xmlString))
            {
                return null;
            }

            try
            {
                using (XmlReader reader = XmlReader.Create(new StringReader(xmlString)))
                {
                    if (!reader.ReadToFollowing("RSAKeyValue"))
                    {
                        return null;
                    }

                    if (reader.LocalName != "Modulus" && !reader.ReadToFollowing("Modulus"))
                    {
                        return null;
                    }
                    string modulus = reader.ReadElementContentAsString();

                    if (reader.LocalName != "D" && !reader.ReadToFollowing("D"))
                    {
                        return null;
                    }
                    string d = reader.ReadElementContentAsString();

                    RSAPrivateKey privateKey = new RSAPrivateKey();
                    privateKey.Modulus = Convert.FromBase64String(modulus);
                    privateKey.D = Convert.FromBase64String(d);

                    return privateKey;
                }
            }
            catch
            {
                return null;
            }
        }        
    }