一个完整的RSA数字签名的Project

来源：互联网发布：五笔输入法 for linux 编辑：程序博客网时间：2024/05/21 09:11

RSA&MD5实现电子签章

本人目前在做一个关于“数字签名”的项目，在网上查资料，感觉这方面的都非常的少，一般都是讲RSA的算法，或者“数字签名”的原理，完全是浪费时间。我经过摸索，小有进展，初步实现功能。今天写出来，希望能给以后的做这个的朋友提供个方便。还有一件事，在我查资料的时候也遇见很多朋友在做这个项目，但是我感觉他们都在进入了几个误区。我先把这几个误区说说，以免大家以后走错方向。说得不对的地方希望大家能批评指正，毕竟本人能力有限（但是不要骂我） ^_^

误区一：大家对公钥私钥区分得太.......（我还找不到形容来形容了.... ），就太死板了吧。其实当你把公钥保密不公开的时候，公钥就是私钥了；当你把私钥公开的时候，私钥也是公钥了。没必要记得这么死的（个人意见）。
误区二：对RSA算法的原理理解不够，实际上所谓的公钥和私钥只是RSA算法（说穿了RSA就是个数学方程式）的参数（未知数），比如 X+Y+M=Z，X就可以说是私钥，Y就可以说是公钥，M就是需要加密的内容，Z就是加密后的密文，当然RSA中不可能只有X和Y两个未知数的，所以就经常有朋友问，到底X是私钥还是Y是私钥（嘻嘻... 我也问过）。其实这个就要取决于你用在时候，什么地方了。
误区三：对Security.Cryptography命名空间不熟悉。“数字签名”一般的做法是：A先计算出文件M的HASH码，再对HASH码进行加密（这个步骤就是签名），再把M（文件M不要加密，第三方可以查阅）和加密后的HASH码传送给B，B再用A的公钥来解密刚才得到的加密HASH码，如果能解密，那就说明这个文件是A发的，具有法律效应。再计算出得到的文件M的HASH码，再和刚才解密出来的HASH码比较（这个步骤叫验证签名），如果一致就说明文件M在传输过程中没有被修改。但是在C#中需要解密RSA，就必须提供公钥和私钥，当然这和我们的现实不符，因为A不可能把他的私钥给B。许多人就是在这里难住了。其实在C#的Security.Cryptography命名空间中有RSAPKCS1SignatureFormatter 和RSAPKCS1SignatureDeformatter 两个方法或者说是对象。前者用来对HASH进行加密（签名），后者用来验证签名，用这个验证就只需要A的公钥就行了。在C#中，签名就是这个两个专用的方法，不是用RSA普通的加密解密。

下面我就贴出我的代码，我的公钥和私钥就是从两个文件PublicKey.xml、PrivateKey.xml中读取出来，相当于是现实中的指定公钥和私钥；再验证时我为了方便直接验证的A计算出的HASH码，现实中应该是由B重新计算出文件M的HASH码（这个大家明白就行了^_^）。

using System;
using System.Drawing;
using System.Collections;
using System.ComponentModel;
using System.Windows.Forms;
using System.Data;
using System.IO;
using System.Security.Cryptography;
using System.Xml;
namespace StandSoftRSA
{
/// <summary>
/// Form1 的摘要说明。
/// </summary>
public class Form1 : System.Windows.Forms.Form
{
private System.Windows.Forms.RichTextBox richTextBox1;
private System.Windows.Forms.Button button1;
private System.Windows.Forms.Button button2;
private System.Windows.Forms.RichTextBox richTextBox2;
private System.Windows.Forms.Button button3;
private RSACryptoServiceProvider RSA;
private byte[] Hashbyte;
private byte[] EncryptedData;
private RSAParameters PrivateKey;
private RSAParameters PublicKey;
private XmlDocument objXml;
private XmlNodeList objXmlNode;

/// <summary>
/// 必需的设计器变量。
/// </summary>
private System.ComponentModel.Container components = null;
public Form1()
{
//
// Windows 窗体设计器支持所必需的
//
InitializeComponent();
//
// TODO: 在 InitializeComponent 调用后添加任何构造函数代码
//
}
/// <summary>
/// 清理所有正在使用的资源。
/// </summary>
protected override void Dispose( bool disposing )
{
if( disposing )
{
if (components != null)
{
components.Dispose();
}
}
base.Dispose( disposing );
}
#region Windows 窗体设计器生成的代码
/// <summary>
/// 设计器支持所需的方法 - 不要使用代码编辑器修改
/// 此方法的内容。
/// </summary>
private void InitializeComponent()
{
this.richTextBox1 = new System.Windows.Forms.RichTextBox();
this.button1 = new System.Windows.Forms.Button();
this.button2 = new System.Windows.Forms.Button();
this.richTextBox2 = new System.Windows.Forms.RichTextBox();
this.button3 = new System.Windows.Forms.Button();
this.SuspendLayout();
//
// richTextBox1
//
this.richTextBox1.BackColor = System.Drawing.Color.Black;
this.richTextBox1.ForeColor = System.Drawing.Color.LawnGreen;
this.richTextBox1.Location = new System.Drawing.Point(8, 8);
this.richTextBox1.Name = "richTextBox1";
this.richTextBox1.Size = new System.Drawing.Size(384, 80);
this.richTextBox1.TabIndex = 0;
this.richTextBox1.Text = "";
//
// button1
//
this.button1.Location = new System.Drawing.Point(168, 104);
this.button1.Name = "button1";
this.button1.Size = new System.Drawing.Size(56, 24);
this.button1.TabIndex = 1;
this.button1.Text = "哈稀码";
this.button1.Click += new System.EventHandler(this.button1_Click);
//
// button2
//
this.button2.Location = new System.Drawing.Point(8, 184);
this.button2.Name = "button2";
this.button2.Size = new System.Drawing.Size(384, 24);
this.button2.TabIndex = 3;
this.button2.Text = "加密";
this.button2.Click += new System.EventHandler(this.button2_Click);
//
// richTextBox2
//
this.richTextBox2.BackColor = System.Drawing.Color.Black;
this.richTextBox2.ForeColor = System.Drawing.Color.LawnGreen;
this.richTextBox2.Location = new System.Drawing.Point(8, 216);
this.richTextBox2.Name = "richTextBox2";
this.richTextBox2.Size = new System.Drawing.Size(384, 80);
this.richTextBox2.TabIndex = 4;
this.richTextBox2.Text = "";
//
// button3
//
this.button3.Location = new System.Drawing.Point(8, 304);
this.button3.Name = "button3";
this.button3.Size = new System.Drawing.Size(384, 24);
this.button3.TabIndex = 5;
this.button3.Text = "解密";
this.button3.Click += new System.EventHandler(this.button3_Click);
//
// Form1
//
this.AutoScaleBaseSize = new System.Drawing.Size(5, 13);
this.ClientSize = new System.Drawing.Size(400, 421);
this.Controls.Add(this.button3);
this.Controls.Add(this.richTextBox2);
this.Controls.Add(this.button2);
this.Controls.Add(this.button1);
this.Controls.Add(this.richTextBox1);
this.Name = "Form1";
this.Text = "RSA&MD5";
this.ResumeLayout(false);
}
#endregion
/// <summary>
/// 应用程序的主入口点。
/// </summary>
[STAThread]
static void Main()
{
Application.Run(new Form1());
}
//获得文件的哈稀码
private void GetFileHash()
{
FileStream objFile = File.OpenRead("Hash.doc");
HashAlgorithm MD5 = HashAlgorithm.Create("MD5");
Hashbyte = MD5.ComputeHash(objFile);
objFile.Close();
foreach(byte b in Hashbyte)
{
richTextBox1.AppendText(b.ToString()+" ");
}
}

private void button1_Click(object sender, System.EventArgs e)
{
GetFileHash();
}
//设置公钥和私钥对（都包含）
public void SetPrivateKey()
{
PrivateKey = new RSAParameters();
objXml = new XmlDocument();
objXml.Load("PublicKey.xml");
//指定RSA参数Exponent的值（公钥）
objXmlNode = objXml.SelectNodes("//Exponent");
PrivateKey.Exponent = Convert.FromBase64String(objXmlNode[0].InnerXml.ToString());
//指定RSA参数Modulus的值（公钥）
objXmlNode = objXml.SelectNodes("//Modulus");
PrivateKey.Modulus = Convert.FromBase64String(objXmlNode[0].InnerXml.ToString());
objXml = new XmlDocument();
objXml.Load("PrivateKey.xml");
//指定RSA参数D的值（私钥）
objXmlNode = objXml.SelectNodes("//D");
PrivateKey.D = Convert.FromBase64String(objXmlNode[0].InnerXml.ToString());
//指定RSA参数DP的值（私钥）
objXmlNode = objXml.SelectNodes("//DP");
PrivateKey.DP = Convert.FromBase64String(objXmlNode[0].InnerXml.ToString());
//指定RSA参数DQ的值（私钥）
objXmlNode = objXml.SelectNodes("//DQ");
PrivateKey.DQ = Convert.FromBase64String(objXmlNode[0].InnerXml.ToString());
//指定RSA参数InverseQ的值（私钥）
objXmlNode = objXml.SelectNodes("//InverseQ");
PrivateKey.InverseQ = Convert.FromBase64String(objXmlNode[0].InnerXml.ToString());
//指定RSA参数P的值（私钥）
objXmlNode = objXml.SelectNodes("//P");
PrivateKey.P = Convert.FromBase64String(objXmlNode[0].InnerXml.ToString());
//指定RSA参数Q的值（私钥）
objXmlNode = objXml.SelectNodes("//Q");
PrivateKey.Q = Convert.FromBase64String(objXmlNode[0].InnerXml.ToString());
}
//执行加密
private void button2_Click(object sender, System.EventArgs e)
{
RSA = new RSACryptoServiceProvider();
//设置私钥
SetPrivateKey();
//导入加密私钥
RSA.ImportParameters(PrivateKey);
RSAPKCS1SignatureFormatter RSAFormatter = new RSAPKCS1SignatureFormatter(RSA);
//设置签名的算法为MD5
RSAFormatter.SetHashAlgorithm("MD5");
//执行签名
EncryptedData = RSAFormatter.CreateSignature(Hashbyte);
string strCode = "";
//现实加密结果
for(int i = 0; i < EncryptedData.Length; i++)
{
strCode += " " + EncryptedData[i].ToString();
}
richTextBox2.AppendText(strCode);
}
//设置公钥
public void SetPublicKey()
{
PublicKey = new RSAParameters();
objXml = new XmlDocument();
objXml.Load("PublicKey.xml");
//指定私钥Exponent的值
objXmlNode = objXml.SelectNodes("//Exponent");
PublicKey.Exponent = Convert.FromBase64String(objXmlNode[0].InnerXml.ToString());
//指定私钥Modulus的值
objXmlNode = objXml.SelectNodes("//Modulus");
PublicKey.Modulus = Convert.FromBase64String(objXmlNode[0].InnerXml.ToString());
}

//用公钥解密
private void button3_Click(object sender, System.EventArgs e)
{
RSA = new RSACryptoServiceProvider();
//设置公钥
SetPublicKey();
RSA.ImportParameters(PublicKey);
RSAPKCS1SignatureDeformatter RSADeformatter = new RSAPKCS1SignatureDeformatter(RSA);
//指定解密的时候HASH算法为MD5
RSADeformatter.SetHashAlgorithm("MD5");
if(RSADeformatter.VerifySignature(Hashbyte,EncryptedData))
{
MessageBox.Show("身份已经确认！","确认身份",MessageBoxButtons.OK,MessageBoxIcon.Information);
}
else
{
MessageBox.Show("确认身份失败","确认身份",MessageBoxButtons.OK,MessageBoxIcon.Error);
}
}
}
}