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CSP加密服务(一)

简介: (一)  加密服务提供程序 缩写为:CSP,全称为:Cryptographic Service Provider 即加密服务提供者。它是windows系统中提供的用于加密的软硬件组件。通过对微软的加密应用程序接口即CrytoAPI(或CAPI)的编程访问它来提供身份验证、编码和各种的加密、签名算法。

 

(一)  加密服务提供程序

缩写为:CSP,全称为:Cryptographic Service Provider 即加密服务提供者。它是windows系统中提供的用于加密的软硬件组件。通过对微软的加密应用程序接口即CrytoAPI(或CAPI)的编程访问它来提供身份验证、编码和各种的加密、签名算法。

如下图:

 

应用程序不是直接与某个CSP通信。它会调用CAPI的函数,然后操作系统通过CrytoSPI(一个系统接口)筛选这些调用并且把这些调用传递到适合的CSP函数。然后CSP通过对参数的解析调用适当的CSP函数,最后向操作系统返回期盼值(加密操作是由特定的CSP来完成的)。

每个CSP是实现全部加密操作的独立模块。每个应用程序中至少需要一个CSP完成加密操作。对于使用多个CSP的情况下,在加密函数调用时需要指定CSP。当然基本加密服务是默认绑定到CAPI的。每一个CSPCAPI提供不同的实现,例如某些实现了对硬件的支持。

CSP有多种类型,且数目在增加中,以下列举几种:

Microsoft Base Cryptographic Provider

Microsoft Strong Cryptographic Provider

Microsoft Enhanced Cryptographic Provider

Microsoft AES Cryptographic Provider

Microsoft DSS Cryptographic Provider

……

更多内容可见:http://msdn.microsoft.com/en-us/library/aa386983.aspx

 

CAPI的功能:向应用开发人员提供对基于windows的应用程序添加验证、编码和加密的能力。

CryptoSPI的功能:将CryptoAPI的调用传递给CSP,可以理解为使用CSP

 

(二)  CryptoAPI

全称:(MicrosoftCryptography Application Programming Interface即(微软)加密应用编程接口,也缩写为:CAPI

CAPI提供一套安全相关的函数集合,用于加密、摘要、数字签名等。

(三)  密钥存储区

密钥可以保存在磁盘、内存或硬件密钥存储区中。

例如:可以以文件的形式保存在磁盘中或保存在密钥容器中;也可以保存在例如智能卡硬件的密钥存储区中。

(四)  公钥加密Windows密钥库

 Windows系统提供两种密钥存储类型(级别):

用户级别:User key store

存储在特定用户的 Windows 用户配置文件中

 

计算机级别:machine key store

对于所有可以登录到计算机的用户都可用,而且可以使用 ACL 限制对加密密钥信息的访问权限

(五)  密钥容器

Key container。密钥容器是保存密钥的最小单位,包含了密钥和其它信息。

(六)  .net中的CSP

.net中,以CryptoServiceProvider结尾的类是相应的 CSP 的托管代码包装类,即实现加密服务的提供者,名字空间:System.Security.Cryptography

TripleDESC私钥加密为例:

public void Test_7_TripleDES()
{
    
string strContent = "123aaa";
    
string strKey = "qwuduII*6&*%^&(90))"

    TripleDESCryptoServiceProvider DES 
= new TripleDESCryptoServiceProvider();

    MD5CryptoServiceProvider hashMD5 
= new MD5CryptoServiceProvider(); 

    DES.Key 
= hashMD5.ComputeHash(Encoding.UTF8.GetBytes(strKey));

    DES.Mode 
= CipherMode.ECB; 

    ICryptoTransform DESEncrypt 
= DES.CreateEncryptor();

    
byte[] Buffer = Encoding.UTF8.GetBytes(strContent);

    
byte[] sipherbytes= DESEncrypt.TransformFinalBlock(Buffer, 0, Buffer.Length);

    Console.WriteLine(Encoding.UTF8.GetString(sipherbytes)); 

    ICryptoTransform DESdecrypt 
= DES.CreateDecryptor();

    
byte[] plainbytes = DESdecrypt.TransformFinalBlock(sipherbytes, 0, sipherbytes.Length);

    Console.WriteLine(Encoding.UTF8.GetString(plainbytes));

 

(七)  .net中的CspParameters

CspParameters类,名字空间为:System.Security.Cryptography,表示可从非托管CrytoAPI传递到内部使用加密服务提供程序CSP的托管加密类的参数,即向CSP传递执行加密操作的参数。

它的作用:

1 指定特定的CSP

2 管理密钥容器

3 指定签名密钥或交换密钥

重要成员:

ProviderType:指定提供程序的类型(按数值)。如下表

ProviderName:指定提供程序的类型(按名字)。如下表

 

提供程序类型

数值

PROV_RSA_FULL

1

PROV_RSA_SIG

2

PROV_DSS

3

PROV_FORTEZZA

4

PROV_MS_EXCHANGE

5

PROV_SSL

6

PROV_RSA_SCHANNEL

12

PROV_DSS_DH

13

PROV_EC_ECDSA_SIG

14

PROV_EC_ECNRA_SIG

15

PROV_EC_ECDSA_FULL

16

PROV_EC_ECNRA_FULL

17

PROV_DH_SCHANNEL

18

PROV_SPYRUS_LYNKS

20

PROV_RNG

21

PROV_INTEL_SEC

22

PROV_REPLACE_OWF

23

PROV_RSA_AES

24

 

PROV_RSA_FULL类型为例:

用途

算法支持

KeyExchange

RSA

Signature

RSA

Encryption

RC2 RC4

Hashing

MD5 SHA

 

更多内容可见:

http://msdn.microsoft.com/en-us/library/aa380244.aspx

 

KeyNumber:指定密钥用作签名密钥还是交换密钥。

交换密钥是一个不对称密钥对,用于加密会话密钥,以便可以安全地存储会话密钥并与其他用户交换会话密钥。通过Exchange(1)指定交换密钥。与CAPI中使用的AT_KEYEXCHANGE 值对应。

签名密钥是不对称密钥对,用于对数字签名的消息或文件进行身份验证。通过Signature(2)指定签名密钥。与CAPI中使用的AT_SIGNATURE 值对应。默认情况下,KeyNumber字段指定交换密钥。

对这个属性对应的有一个同名的枚举KeyNumber

Exchange

一个交换密钥对,用于加密会话密钥以使它们可以安全存储并与其他用户交换。

Signature

一个签名密钥对,用于对数字签名的消息或文件进行身份验证。

 

KeyContainerName:密钥容器名。通过它可以管理密钥容器:创建、获取、释放。

 

示例:密钥容器创建

public void Test_9_keycontainer()

    Encoding _encoding
=Encoding.UTF8;
    
string strPlaintext = "这是abc123!";
    
byte[] bPlaintext = _encoding.GetBytes(strPlaintext); 

    
byte[] bEncrypt;
    
byte[] bDecrypt; 

    
//创建容器
    CspParameters cspParams = new CspParameters();
    cspParams.KeyContainerName 
= "selfkeys";
    cspParams.ProviderType 
= 1;//PROV_RSA_FULL

    
//创建密钥对,并添加到容器中
    RSACryptoServiceProvider provider = new RSACryptoServiceProvider(cspParams); 

    
//公钥加密
    RSACryptoServiceProvider _provider1 = new RSACryptoServiceProvider(cspParams);
    bEncrypt 
= _provider1.Encrypt(bPlaintext, true);
    Console.WriteLine(_encoding.GetString(bEncrypt));
 

    
//私钥解密
    RSACryptoServiceProvider _provider2 = new RSACryptoServiceProvider(cspParams);
    bDecrypt 
= _provider2.Decrypt(bEncrypt, true);
    Console.WriteLine(_encoding.GetString(bDecrypt));
}

 

 

未完待续……

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