C# Java间进行RSA加密解密交互

原文:C# Java间进行RSA加密解密交互

这里，讲一下RSA算法加解密在C#和Java之间交互的问题，这两天纠结了很久，也看了很多其他人写的文章，颇受裨益，但没能解决我的实际问题，终于，还是被我捣鼓出来了。

首先，介绍一下写这代码的目的：完成webService验证问题，服务器端采用C#开发，客户端采用Java开发。服务器端给客户端提供公钥，已进行数据加密，客户端加密后提数据提交给服务器，服务器用私钥对数据解密，进行验证。

这里遇到的主要问题是C# RSACryptoServiceProvider类产生的公钥、私钥都是xml字符串数据，而java RSA算法要求的 Modulus、Exponent都是BigInteger类型，两者间的转换才是问题所在。

关于Java 和 C#各自独立的进行RSA加密解密，大家可以看整两篇文章，java RSA加密解密实现（） 和 C#中RSA加密解密和签名与验证的实现。

接下来讲一下实现步骤：

首先由C# RSACryptoServiceProvider类生成公钥、私钥

 /// <summary>
        /// 生成公钥、私钥
        /// </summary>
        /// <returns>公钥、私钥，公钥键"PUBLIC",私钥键"PRIVATE"</returns>
        public Dictionary<string, string> createKeyPair()
        {
            Dictionary<string, string> keyPair = new Dictionary<string, string>();
            RSACryptoServiceProvider provider = new RSACryptoServiceProvider(1024);
            keyPair.Add("PUBLIC", provider.ToXmlString(false));
            keyPair.Add("PRIVATE", provider.ToXmlString(true));
            return keyPair;
        }

如此处生成的公钥为

<RSAKeyValue>
	<Modulus>t+56m5jXXonAJAKC7mgkhAZX5gWJTZojbSloLpLBGEWiebFaM+aUUKALfRx83/HaUV79ZiR3zuLJOLBdALx1cmcPk/b9fdNblLmzqi4cfSnfmMLWh05xf+ZS1pKHSKQtui3dfuu+3XH6Ak+S38dpIZUj/hihQQuKysN6GJ9h+c8=
	</Modulus>
	<Exponent>AQAB</Exponent>
</RSAKeyValue>

在客户端(Java)对C#提供的公钥提取Modulus和Exponent

/**
	 * 返回包含模数modulus和指数exponent的haspMap
	 * @return
	 * @throws MalformedURLException
	 * @throws DocumentException
	 */
	public static HashMap<String,String> rsaParameters(String xmlPublicKey) throws MalformedURLException, DocumentException{
    	HashMap<String ,String> map = new HashMap<String, String>();
		Document doc = DocumentHelper.parseText(xmlPublicKey);
		String mudulus = (String) doc.getRootElement().element("Modulus").getData();
		String exponent = (String) doc.getRootElement().element("Exponent").getData();
		map.put("mudulus", mudulus);
		map.put("exponent", exponent);
		return map;
	}

用Modulus和Exponent产生公钥RSAPublicKey（java）

这里有个关键步骤先对Mudolus和Exponent进行Base64解码，这个是由于C#生成的密钥对，其参数已经过Base64编码成String类型，而java
RSA参数是未经base64编码的byte[]类型。

至于Base64编码、解码方法，参考这篇文章，java 编码和解码，想详细。

public static byte[] decodeBase64(String input) throws Exception{
        Class clazz=Class.forName("com.sun.org.apache.xerces.internal.impl.dv.util.Base64");
        Method mainMethod= clazz.getMethod("decode", String.class);
        mainMethod.setAccessible(true);
         Object retObj=mainMethod.invoke(null, input);
         return (byte[])retObj;
    }

	/**
	 * 返回RSA公钥
	 * @param modules
	 * @param exponent
	 * @return
	 */
	public static PublicKey getPublicKey(String modulus, String exponent){
		try {
			byte[] m = decodeBase64(modulus);
			byte[] e = decodeBase64(exponent);
            BigInteger b1 = new BigInteger(1,m);
            BigInteger b2 = new BigInteger(1,e);
            KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance("RSA");
            RSAPublicKeySpec keySpec = new RSAPublicKeySpec(b1, b2);
            return (RSAPublicKey) keyFactory.generatePublic(keySpec);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
            return null;
        }
	}

获得公钥后就可以进行RSA加密处理了，这里还有一点需要提的是，RSA加密解密都有最大长度限制，加密最大长度为117字节，解密最大长度是128字节，此外，此处加密得到的数据是经过Base64编码处理的

public static String encrypt(byte[] source, PublicKey publicKey) throws Exception	{
		String encryptData ="";
		try {
			Cipher cipher = Cipher.getInstance("RSA");
			cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, publicKey);
			int length = source.length;
			int offset = 0;
			byte[] cache;
			ByteArrayOutputStream outStream = new ByteArrayOutputStream();
			int i = 0;
			while(length - offset > 0){
				if(length - offset > MAXENCRYPTSIZE){
					cache = cipher.doFinal(source, offset, MAXENCRYPTSIZE);
				}else{
					cache = cipher.doFinal(source, offset, length - offset);
				}
				outStream.write(cache, 0, cache.length);
				i++;
				offset = i * MAXENCRYPTSIZE;
			}
			return encodeBase64(outStream.toByteArray());
		} catch (NoSuchAlgorithmException e) {
			e.printStackTrace();
		} catch (NoSuchPaddingException e) {
			e.printStackTrace();
		} catch (InvalidKeyException e) {
			e.printStackTrace();
		} catch (IllegalBlockSizeException e) {
			e.printStackTrace();
		} catch (BadPaddingException e) {
			e.printStackTrace();
		}
		return encryptData;
	}

加密后的数据提交给C#服务器端进行解密，当然，这里也要注意最大长度限制问题

/// <summary>
        /// RSA解密
        /// </summary>
        /// <param name="encryptData">经过Base64编码的密文</param>
        /// <param name="privateKey">私钥</param>
        /// <returns>RSA解密后的数据</returns>
        public static string decrypt(string encryptData, string privateKey)
        {
            string decryptData = "";
            try
            {
                RSACryptoServiceProvider provider = new RSACryptoServiceProvider();
                provider.FromXmlString(privateKey);
                byte[] bEncrypt = Convert.FromBase64String(encryptData);
                int length = bEncrypt.Length;
                int offset = 0;
                string cache ;
                int i = 0;
                while (length - offset > 0)
                {
                    if (length - offset > MAXDECRYPTSIZE)
                    {
                        cache = Encoding.UTF8.GetString(provider.Decrypt(getSplit(bEncrypt, offset, MAXDECRYPTSIZE), false));
                    }
                    else
                    {
                        cache = Encoding.UTF8.GetString(provider.Decrypt(getSplit(bEncrypt, offset, length - offset), false));
                    }
                    decryptData += cache;
                    i++;
                    offset = i*MAXDECRYPTSIZE;
                }
            }
            catch(Exception e)
            {
                throw e;
            }
            return decryptData;
        }

        /// <summary>
        /// 截取字节数组部分字节
        /// </summary>
        /// <param name="input"></param>
        /// <param name="offset">起始偏移位</param>
        /// <param name="length">截取长度</param>
        /// <returns></returns>
        private static byte[] getSplit(byte[] input, int offset, int length)
        {
            byte[] output = new byte[length];
            for (int i = offset; i < offset + length; i++)
            {
                output[i - offset] = input[i];
            }
            return output;
        }

这样，就顺利完成了。

经过测试，这样做的确得到了正确的结果。

若是有什么地方有问题，还望大家指正！

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C# Java间进行RSA加密解密交互（二）

C# Java间进行RSA加密解密交互（三）