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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：
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/*********** 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);
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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：
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/*********** 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);
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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：
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/*********** 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();
}
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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，http://www.bouncycastle.org/csharp
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……
