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09 Mar.

非对称加密算法(包含证书)加密解密签名验签

最后更新： 2009/03/31  |  评论： 0  |  关键词： 非对称加密  加密  解密  签名  算法  验签  证书  

什么是对称加密和非对称加密？

  • 对称加密是指：有一个密钥，加密用它来加密，解密也需要用到它。因为加密解密都是用同一个密钥所以叫对称加密。
  • 非对称加密是指：就是有 2 个密钥，一个是公钥，一个是私钥。私钥是自己的，不能随便给人，公钥随便给，无所谓。一般是别人用你的公钥加密，然后把密文给你，你用你的私钥解密，这样一样加密和解密不是同一个密钥，所以叫非对称。

 

对称和非对称的优劣？

  • 对称加密有一个坏处只要拥有密钥的人都可以解密。
  • 非对称的好处是假如没有私钥，别人是无法解密的，就算加密的那个人他把数据加密了他也无法解密，加密者把密文和公钥随便给那个人都无法解密。

 

什么是数字签名？

  • 数字签名是指：用一段密码与原文进行加密，检测原文有没有被 篡改。意义就是这些数据与原文数据比对是否修改过，这个解释有点麻烦，一般是用自己的私钥对数据进行签名，然后用公钥去验证这个数据是否修改过

【本文代码还待验证，请待验证后再参考】

1、用 RSACryptoServiceProvider 加密解密

  1. '要加密的数据  
  2. Dim messageBytes As Byte() = Text.Encoding.UTF8.GetBytes("激情燃烧的木炭[http://www.woodcoal.cn/]")  
  3.  
  4. '1. 产生公匙和私匙,两个数据都要保存  
  5. Dim oRsa As New Security.Cryptography.RSACryptoServiceProvider  
  6. Dim privateKey As String = oRsa.ToXmlString(True)  
  7. Dim publicKey As String = oRsa.ToXmlString(False)  
  8.  
  9. '2. 用公匙加密数据  
  10. Dim oRsaEncode As New Security.Cryptography.RSACryptoServiceProvider  
  11. '导入公匙  
  12. oRsaEncode.FromXmlString(publicKey)  
  13. '输出加密后的数据  
  14. Dim resultByte As Byte() = oRsaEncode.Encrypt(messageBytes, False)  
  15.  
  16. '3. 用私匙解密数据  
  17. Dim oRsaDecode As New Security.Cryptography.RSACryptoServiceProvider  
  18. '导入私匙  
  19. oRsaDecode.FromXmlString(privateKey)  
  20. '输出解密后的数据  
  21. messageBytes = oRsaDecode.Decrypt(resultByte, False)  
  22.  
  23. '结果  
  24. Return Text.Encoding.UTF8.GetString(messageBytes) 

 

2、用 RSACryptoServiceProvider 签名验签

  1. '要加密的数据  
  2. Dim messageBytes As Byte() = Text.Encoding.UTF8.GetBytes("激情燃烧的木炭[http://www.woodcoal.cn/]")  
  3.  
  4. '1. 产生公匙和私匙,两个数据都要保存  
  5. Dim oRsa As New Security.Cryptography.RSACryptoServiceProvider  
  6. Dim privateKey As String = oRsa.ToXmlString(True)  
  7. Dim publicKey As String = oRsa.ToXmlString(False)  
  8.  
  9. '2. 用私钥匙签名数据  
  10. Dim oRsaEncode As New Security.Cryptography.RSACryptoServiceProvider  
  11. '导入私钥  
  12. oRsaEncode.FromXmlString(privateKey)  
  13. '输出签名后的数据  
  14. Dim resultByte As Byte() = oRsaEncode.SignData(messageBytes, "SHA1")  
  15.  
  16. '3. 用公钥验证数据  
  17. Dim oRsaDecode As New Security.Cryptography.RSACryptoServiceProvider  
  18. '导入公钥  
  19. oRsaDecode.FromXmlString(publicKey)  
  20. '输出验证后的结果，是否验证成功  
  21. Return oRsaDecode.VerifyData(resultByte, "SHA1", messageBytes) 

3、用证书进行签名

因为一般证书的私钥是不可以导出的，所以用第 2 种方法导入私钥的来进行签名行不通。

  1. '要加密的数据  
  2. Dim messageBytes As Byte() = Text.Encoding.UTF8.GetBytes("激情燃烧的木炭[http://www.woodcoal.cn/]")  
  3. Dim certificatePath As String = "E:\Certificate.P12" 
  4.  
  5. '导入证书  
  6. Dim x509 As New Security.Cryptography.X509Certificates.X509Certificate2(certificatePath, "Import Password")  
  7. Dim privateKey As Security.Cryptography.RSACryptoServiceProvider = x509.PrivateKey  
  8. Dim publicKey As String = x509.PublicKey.Key.ToXmlString(False)  
  9.  
  10. '对要签名的数据进行哈希  
  11. Dim sha1 As New Security.Cryptography.SHA1CryptoServiceProvider  
  12. Dim hashBytes As Byte() = sha1.ComputeHash(messageBytes)  
  13.  
  14. '签名对象  
  15. Dim signe As New Security.Cryptography.RSAPKCS1SignatureFormatter  
  16. '设置签名用到的私钥   
  17. signe.SetKey(privateKey)  
  18. '设置签名算法   
  19. signe.SetHashAlgorithm("SHA1")  
  20. '返回结果  
  21. Dim reslutBytes As Byte() = signe.CreateSignature(hashBytes)  
  22.  
  23.  
  24. '3. 用公钥验证数据,与第2方法相同  
  25. Dim oRsaDecode As New Security.Cryptography.RSACryptoServiceProvider  
  26. '导入公钥  
  27. oRsaDecode.FromXmlString(publicKey)  
  28. '输出验证后的结果，是否验证成功  
  29. Return oRsaDecode.VerifyData(resultByte, "SHA1", messageBytes) 

 

 4、用证书加密解密

  1. '要加密的数据  
  2. Dim messageBytes As Byte() = Text.Encoding.UTF8.GetBytes("激情燃烧的木炭[http://www.woodcoal.cn/]")  
  3. Dim certificatePath As String = "E:\Certificate.P12" 
  4.  
  5. '导入证书  
  6. Dim x509 As New Security.Cryptography.X509Certificates.X509Certificate2(certificatePath, "Import Password")  
  7. Dim privateKey As Security.Cryptography.RSACryptoServiceProvider = x509.PrivateKey  
  8. Dim publicKey As String = x509.PublicKey.Key.ToXmlString(False)  
  9.  
  10. '证书公钥加密  
  11. Dim oRsaEncode As New Security.Cryptography.RSACryptoServiceProvider  
  12. oRsaEncode.FromXmlString(publicKey)  
  13. Dim resultBytes As Byte() = oRsaEncode.Encrypt(messageBytes, False)  
  14.  
  15. '证书私钥解密   
  16. Dim oRsaDecode As Security.Cryptography.RSACryptoServiceProvider = DirectCast(privateKey, Security.Cryptography.RSACryptoServiceProvider)  
  17. messageBytes = oRsaDecode.Decrypt(resultBytes, False)  
  18.  
  19. '返回结果  
  20. Return Text.Encoding.UTF8.GetString(messageBytes) 

5、用证书对文件加密解密

因为文件可能特别大 所以需要用流和 Buffer 的方式，如果把文件全部读到 Byte() 里进行加密，当文件很大，比如 5G，那全部读到 Byte() 里崩溃掉

  1. ''' <summary>用证书加密文件</summary>  
  2. ''' <param name="certificatePath">证书路径</param>  
  3. ''' <param name="certificatePassword">证书导入密码</param>  
  4. ''' <param name="sourcePath">需要加密的文件路径</param>  
  5. ''' <param name="targetPath">加密后的文件路径</param>  
  6. ''' <remarks></remarks>  
  7. Public Sub Encrypt(ByVal certificatePath As String, ByVal certificatePassword As String, ByVal sourcePath As String, ByVal targetPath As String)  
  8.     '导入证书  
  9.     Dim x509 As New Security.Cryptography.X509Certificates.X509Certificate2(certificatePath, certificatePassword)  
  10.     'Dim privateKey As Security.Cryptography.RSACryptoServiceProvider = x509.PrivateKey  
  11.     Dim publicKey As String = x509.PublicKey.Key.ToXmlString(False)  
  12.  
  13.     Dim oRsa As New Security.Cryptography.RSACryptoServiceProvider()  
  14.     oRsa.FromXmlString(publicKey)  
  15.     Dim sourceStream As New System.IO.FileStream(sourcePath, System.IO.FileMode.Open)  
  16.     Dim targetStream As New System.IO.FileStream(targetPath, System.IO.FileMode.OpenOrCreate)  
  17.  
  18.     Dim blockSize As Integer = 0  
  19.     If oRsa.KeySize = 1024 Then 
  20.         blockSize = 16  
  21.     Else 
  22.         blockSize = 8  
  23.     End If 
  24.  
  25.     Dim K As Integer = 1  
  26.     While K > 0  
  27.         Dim buffer As Byte() = New Byte(blockSize - 1) {}  
  28.  
  29.         K = sourceStream.Read(buffer, 0, buffer.Length)  
  30.         If K > 0 Then 
  31.             Dim buffer1 As Byte(), encryblock As Byte()  
  32.             If blockSize = K Then 
  33.                 encryblock = oRsa.Encrypt(buffer, False)  
  34.                 targetStream.Write(encryblock, 0, encryblock.Length)  
  35.             Else 
  36.                 buffer1 = New Byte(K - 1) {}  
  37.                 For i As Integer = 0 To K - 1  
  38.                     buffer1(i) = buffer(i)  
  39.                 Next 
  40.                 encryblock = oRsa.Encrypt(buffer1, False)  
  41.                 targetStream.Write(encryblock, 0, encryblock.Length)  
  42.             End If 
  43.         Else 
  44.             sourceStream.Close()  
  45.             targetStream.Close()  
  46.         End If 
  47.     End While 
  48. End Sub 
  49.  
  50. ''' <summary>用证书解密文件</summary>  
  51. ''' <param name="certificatePath">证书路径</param>  
  52. ''' <param name="certificatePassword">证书导入密码</param>  
  53. ''' <param name="sourcePath">需要解密的文件路径</param>  
  54. ''' <param name="targetPath">解密后的文件路径</param>  
  55. ''' <remarks></remarks>  
  56. Public Sub Decrypt(ByVal certificatePath As String, ByVal certificatePassword As String, ByVal sourcePath As String, ByVal targetPath As String)  
  57.     '导入证书  
  58.     Dim x509 As New Security.Cryptography.X509Certificates.X509Certificate2(certificatePath, certificatePassword)  
  59.     Dim privateKey As Security.Cryptography.RSACryptoServiceProvider = x509.PrivateKey  
  60.     'Dim publicKey As String = x509.PublicKey.Key.ToXmlString(False)  
  61.  
  62.     Dim oRsa As Security.Cryptography.RSACryptoServiceProvider = DirectCast(privateKey, Security.Cryptography.RSACryptoServiceProvider)  
  63.     Dim sourceStream As New System.IO.FileStream(sourcePath, System.IO.FileMode.Open)  
  64.     Dim targetStream As New System.IO.FileStream(targetPath, System.IO.FileMode.OpenOrCreate)  
  65.  
  66.     Dim blockSize As Integer = oRsa.KeySize / 8  
  67.     Dim buffer1 As Byte(), encryblock As Byte()  
  68.  
  69.     Dim K As Integer = 1  
  70.     While K > 0  
  71.         Dim buffer As Byte() = New Byte(blockSize - 1) {}  
  72.         K = sourceStream.Read(Buffer, 0, Buffer.Length)  
  73.         If K > 0 Then 
  74.             If blockSize = K Then 
  75.                 encryblock = oRsa.Decrypt(buffer, False)  
  76.                 targetStream.Write(encryblock, 0, encryblock.Length)  
  77.             Else 
  78.                 buffer1 = New Byte(K - 1) {}  
  79.                 For i As Integer = 0 To K - 1  
  80.                     buffer1(i) = buffer(i)  
  81.                 Next 
  82.                 encryblock = oRsa.Decrypt(buffer1, False)  
  83.                 targetStream.Write(encryblock, 0, encryblock.Length)  
  84.             End If 
  85.         Else 
  86.             sourceStream.Close()  
  87.             targetStream.Close()  
  88.         End If 
  89.     End While 
  90. End Sub 

 

 6、用证书对文件进行签名验签

  1. Private Sub Form1_Load(ByVal sender As Object, ByVal e As EventArgs)   
  2.     x509 = New X509Certificate2(Path, "12345678")   
  3.     SignFile("1.txt", "11.txt")   
  4.       
  5.     VerifyFile("1.txt", "11.txt")   
  6. End Sub   
  7. Private Function VerifyFile(ByVal FileName As String, ByVal SignedFileName As String) As Boolean   
  8.       
  9.     Dim reslut As Boolean = True   
  10.       
  11.     Dim objread As New System.IO.StreamReader(FileName)   
  12.     Dim objreadSigned As New System.IO.StreamReader(SignedFileName)   
  13.       
  14.     Dim VeryRsa As New RSACryptoServiceProvider()   
  15.     VeryRsa.FromXmlString(x509.PublicKey.Key.ToXmlString(False))   
  16.       
  17.     Dim Inblocksize As Integer = 0   
  18.     Dim Signedblocksize As Integer = 0   
  19.     If VeryRsa.KeySize = 1024 Then   
  20.         Inblocksize = 16   
  21.     Else   
  22.         Inblocksize = 8   
  23.     End If   
  24.     Signedblocksize = VeryRsa.KeySize / 8   
  25.       
  26.     Dim Closed As Boolean = True   
  27.     Dim Buffer As Byte()   
  28.     '原文缓存区   
  29.     Dim InBuffer As Byte()   
  30.     '原文缓存区   
  31.     Dim Buffer1 As Byte()   
  32.     '签名文件缓存区   
  33.     While Closed   
  34.         Buffer = Nothing   
  35.         Buffer = New Byte(Inblocksize - 1) {}   
  36.         Dim k As Integer = objread.BaseStream.Read(Buffer, 0, Buffer.Length)   
  37.         If k > 0 Then   
  38.             If Inblocksize = k Then   
  39.                 '读出来的长度和缓存区一样大   
  40.                 Buffer1 = New Byte(Signedblocksize - 1) {}   
  41.                 objreadSigned.BaseStream.Read(Buffer1, 0, Buffer1.Length)   
  42.                 reslut = VeryRsa.VerifyData(Buffer, "SHA1", Buffer1)   
  43.                 If Not reslut Then   
  44.                     Closed = False   
  45.                 End If   
  46.             Else   
  47.                 '意思是Buffer没满，只有k个字节，k字节后面全是空所以不需要验签   
  48.                 InBuffer = New Byte(k - 1) {}   
  49.                 For i As Integer = 0 To k - 1   
  50.                     InBuffer(i) = Buffer(i)   
  51.                 Next   
  52.                 Buffer1 = New Byte(Signedblocksize - 1) {}   
  53.                 objreadSigned.BaseStream.Read(Buffer1, 0, Buffer1.Length)   
  54.                 reslut = VeryRsa.VerifyData(InBuffer, "SHA1", Buffer1)   
  55.                 If Not reslut Then   
  56.                     Closed = False   
  57.                 End If   
  58.             End If   
  59.         Else   
  60.             '这里的意思是原文已经读完毕了，并且已经和签名文件对应验签成功，那么   
  61.             '签名文件也必须读完毕了。   
  62.             If objreadSigned.BaseStream.Position <> objreadSigned.BaseStream.Length Then   
  63.                 reslut = False   
  64.             End If   
  65.             objreadSigned.Close()   
  66.             objread.Close()   
  67.             Closed = False   
  68.         End If   
  69.     End While   
  70.     Return reslut   
  71.       
  72.       
  73. End Function   
  74. Private Sub SignFile(ByVal InFileName As String, ByVal OutFileName As String)   
  75.     Dim SignRsa As RSACryptoServiceProvider = DirectCast(x509.PrivateKey, RSACryptoServiceProvider)   
  76.       
  77.     Dim objread As New System.IO.StreamReader(InFileName)   
  78.     Dim objwrite As New System.IO.StreamWriter(OutFileName, False)   
  79.       
  80.     Dim blocksize As Integer = 0   
  81.     If SignRsa.KeySize = 1024 Then   
  82.         blocksize = 16   
  83.     Else   
  84.         blocksize = 8   
  85.     End If   
  86.       
  87.     Dim Closed As Boolean = True   
  88.     Dim Buffer As Byte() = New Byte(blocksize - 1) {}   
  89.     Dim buffer1 As Byte(), SignBytes As Byte()   
  90.     While Closed   
  91.         Dim k As Integer = objread.BaseStream.Read(Buffer, 0, Buffer.Length)   
  92.         If k > 0 Then   
  93.             If k = blocksize Then   
  94.                 SignBytes = SignRsa.SignData(Buffer, "SHA1")   
  95.                 objwrite.BaseStream.Write(SignBytes, 0, SignBytes.Length)   
  96.             Else   
  97.                 buffer1 = New Byte(k - 1) {}   
  98.                 For i As Integer = 0 To k - 1   
  99.                     buffer1(i) = Buffer(i)   
  100.                 Next   
  101.                 SignBytes = SignRsa.SignData(buffer1, "SHA1")   
  102.                 objwrite.BaseStream.Write(SignBytes, 0, SignBytes.Length)   
  103.             End If   
  104.         Else   
  105.             Closed = False   
  106.             objread.Close()   
  107.             objwrite.Close()   
  108.         End If   
  109.     End While   
  110.       
  111.       
  112. End Sub  

 

· 本文由 木炭 发布在《激情燃烧的木炭》 上，原文地址为：http://www.woodcoal.cn/technology/visual-basic/2009331-18230-499.html（转载请保留本信息、全文内容和链接）

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