C#RSA加密 - 技术栈

RSA加密的概念

RSA加密是一种非对称加密算法。非对称加密算法使用一对密钥，公钥（Public Key）和私钥（Private Key）。公钥可以公开发布，用于加密数据；私钥则由接收者自己保存，用于解密数据。这就好比有一个特殊的盒子，任何人都可以用公钥这个锁将物品锁在这个盒子里，但是只有拥有私钥的人才能打开这个盒子获取物品。
RSA加密算法基于大数质因数分解的困难性原理。简单来说，就是将两个大素数相乘很容易，但是将它们的乘积分解回原来的两个素数却非常困难。例如，给你两个很大的素数p和q，计算出它们的乘积n = p*q很容易，但是如果只是给你n，要找出p和q就很困难，这个特性使得RSA加密算法具有很高的安全性。

RSA加密的用法

密钥生成：首先需要生成一对公钥和私钥。这一过程涉及到选择两个大素数p和q，计算它们的乘积n，然后计算欧拉函数φ（n） =（p - 1）*（q - 1）。接着选择一个与φ（n）互质的整数e作为公钥的指数部分，再计算出与e同余的模逆元d，作为私钥的指数部分。公钥可以表示为（e，n），私钥可以表示为（d，n）。
加密过程：发送方使用接收方的公钥（e，n）对明文m进行加密。加密公式为c = m^e mod n，其中c是加密后的密文。
解密过程：接收方使用自己的私钥（d，n）对接收到的密文c进行解密。解密公式为m = c^d mod n，这样就可以得到原始的明文m。

C#代码实现

首先，需要引用相关的命名空间，例如 System.Security.Cryptography，它提供了用于加密和解密的类。

RSA加密解密示例代码：

cs 复制代码

using System;
using System.Security.Cryptography;
using System.Text;

class RSACryptoExample
{
    static void Main()
    {
        // 创建RSA加密服务提供者
        using (RSA rsa = RSA.Create())
        {
            // 生成密钥对
            // 一般 RSA 密钥大小建议使用 2048 位或更高，这里为了演示简单，可能使用较小的默认值
            // 获取公钥
            string publicKey = rsa.ToXmlString(false); // false表示只导出公钥
            // 获取私钥
            string privateKey = rsa.ToXmlString(true); // true表示导出公钥和私钥

            // 明文
            string plainText = "Hello RSA Encryption!";

            // 加密
            byte[] encryptedData = EncryptStringToBytes_RSA(plainText, publicKey);

            Console.WriteLine("Encrypted Data: " + Convert.ToBase64String(encryptedData));

            // 解密
            string decryptedText = DecryptBytesToString_RSA(encryptedData, privateKey);

            Console.WriteLine("Decrypted Text: " + decryptedText);
        }
    }

    // 加密方法
    static byte[] EncryptStringToBytes_RSA(string plainText, string publicKey)
    {
        byte[] encryptedBytes = null;

        // 使用 RSA 从公钥字符串创建加密服务提供者
        using (RSA rsa = RSA.Create())
        {
            try
            {
                // 导入公钥
                rsa.FromXmlString(publicKey);
                // 将明文字符串转换为字节数组
                byte[] dataToEncrypt = Encoding.UTF8.GetBytes(plainText);
                // 使用公钥加密数据
                encryptedBytes = rsa.Encrypt(dataToEncrypt, RSAEncryptionPadding.OaepSHA256);
            }
            catch (CryptographicException e)
            {
                Console.WriteLine("Error encrypting: {0}", e.Message);
            }
        }

        return encryptedBytes;
    }

    // 解密方法
    static string DecryptBytesToString_RSA(byte[] encryptedData, string privateKey)
    {
        string decryptedText = null;

        // 使用 RSA 从私钥字符串创建解密服务提供者
        using (RSA rsa = RSA.Create())
        {
            try
            {
                // 导入私钥
                rsa.FromXmlString(privateKey);
                // 使用私钥解密数据
                byte[] decryptedBytes = rsa.Decrypt(encryptedData, RSAEncryptionPadding.OaepSHA256);
                // 将解密后的字节数组转换为字符串
                decryptedText = Encoding.UTF8.GetString(decryptedBytes);
            }
            catch (CryptographicException e)
            {
                Console.WriteLine("Error decrypting: {0}", e.Message);
            }
        }

        return decryptedText;
    }
}

代码详细解释

在代码中，首先创建了一个RSA加密服务提供者对象 RSA rsa = RSA.Create()。这个对象用于生成密钥对以及进行加密和解密操作。
通过调用 rsa.ToXmlString（false） 和 rsa.ToXmlString（true） 分别获取公钥和私钥的XML字符串形式。这是为了方便存储和传输密钥。例如，在网络通信中，可以将公钥发送给发送方，而私钥由接收方自己保存。
在加密方法 EncryptStringToBytes_RSA 中，使用公钥对明文进行加密。首先将明文字符串转换为字节数组，然后调用 rsa.Encrypt 方法，传入加密数据和加密填充模式（这里使用OAEPSHA256填充模式）。加密填充模式是为了防止某些攻击，如选择密文攻击等。加密后的结果是一个字节数组。
在解密方法 DecryptBytesToString_RSA 中，使用私钥对密文进行解密。调用 rsa.Decrypt 方法，传入加密后的字节数组和解密填充模式，得到解密后的字节数组，然后再将其转换为字符串。
在主方法中，首先生成密钥对，然后对明文进行加密，并将加密后的数据打印出来。接着对加密后的数据进行解密，并打印解密后的明文，从而验证加密解密过程的正确性。