.NET RSACryptoServiceProvider 使用 4096 私钥加密，如何在 Android 上对其进行解密

Question

我正在使用带有私钥的RSACryptoServiceProvider加密.NET 中的消息。 (PKCS#1 v1.5)

当我尝试使用以下使用公钥的代码在 .NET 中解密时，一切正常：

private static string Decrypt(string key, string content)
{
     byte[] rgb = Convert.FromBase64String(content);
     var cryptoServiceProvider = new RSACryptoServiceProvider(new CspParameters()
     {
          ProviderType = 1
     });
     cryptoServiceProvider.ImportCspBlob(Convert.FromBase64String(key));
     return Convert.ToBase64String(cryptoServiceProvider.Decrypt(rgb, false));
}

另一方面，当我尝试在 Android 中找到一种算法来制作相同的解密方法时，我无法使用公钥对其进行正确解密。 我从 .NET 中的公钥导出了模数和指数，以便在 Android 上正确加载它。

Android中的方法在这里：

public String Decrypt(String input) {
    try {
        KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance("RSA");

        String modulusString = "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";
        String exponentString = "AQAB";

        byte[] modulusBytes = Base64.decode(modulusString.getBytes("UTF-8"), Base64.DEFAULT);
        byte[] dBytes = Base64.decode(exponentString.getBytes("UTF-8"), Base64.DEFAULT);

        BigInteger modulus = new BigInteger(1, modulusBytes);
        BigInteger d = new BigInteger(1, dBytes);

        RSAPublicKeySpec keySpec = new RSAPublicKeySpec(modulus, d);
        PublicKey key = keyFactory.generatePublic(keySpec);

        //at one point I read somewhere that .net reverses the byte array so that it needs to be reversed for java, but who knows any more
        /*byte[] inputArrayReversed = Base64.decode(input.getBytes("UTF-8"), Base64.DEFAULT);
        for (int i = 0; i < inputArrayReversed.length / 2; i++) {
            byte temp = inputArrayReversed[i];
            inputArrayReversed[i] = inputArrayReversed[inputArrayReversed.length - 1];
            inputArrayReversed[inputArrayReversed.length - 1] = temp;
        }*/

        byte[] decryptedText = null;
        Cipher cipher = Cipher.getInstance("RSA/ECB/PKCS1Padding");
        cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key);
        decryptedText = cipher.doFinal(Base64.decode(input.getBytes("UTF-8"), Base64.DEFAULT));
        return Base64.encodeToString(decryptedText, Base64.NO_WRAP);
        //return new String(decryptedText, "UTF-8");
    } catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
    }
    return "";
}

实际上，我还尝试了 Cypher 类中指定的不同算法，还尝试了许多其他组合，尝试使用 SpongyCastle 而不是内置的 Android RSA 提供程序，但没有任何效果。 如果有人有任何线索为我指明正确的方向，我将不胜感激。

第一个提示是，来自 .NET 的解密字符串大约有 25 个字符长，当我让 Android 毫无例外地返回解密字符串时，它通常要长得多，大约 500 个字节。

第二个提示已删除

第三个提示我也试过 spongycastle，但没有多大帮助

无论如何，在此先感谢您的帮助！！！

更新 1

第二个提示被删除，因为是错误的，无视它。 现在我有一个问题，以下是否可以证明公钥已正确加载，只是为了排除该问题。

上层 Android 代码中的 BigInteger 模数和指数以及 .NET 中的以下 BigInteger 显示相等的整数值。

  var parameters = csp.ExportParameters(false);
  var modulusInteger = new BigInteger(parameters.Modulus.Reverse().Concat(new byte[] { 0 }).ToArray());
  var exponentInteger = new BigInteger(parameters.Exponent.Reverse().Concat(new byte[] { 0 }).ToArray());

更新 2

这个和这个SO 答案提供了一些有趣的线索

Answer 1

嘿，错误是基础之一，我们有一个架构，我们用公钥加密，用私钥解密。 问题在于架构本身，因为在我们最初设置它时，我们将私钥发送到我们所有的客户端应用程序，这是一个很大的安全漏洞。

我的错误是我假设在客户端上我们有公钥，实际上我一直在尝试加载公钥然后解密。

如果我深入了解 PKI 并与我的同事更好地沟通，我可能会注意到以下几点：

• 解密只能用私钥来完成，而另一方面验证可以用公钥来完成，所以当我看到 Decrypt 在 .NET 的客户端上使用时，我应该假设在客户端上我们有私钥（这是我们想使用PKI的方式到底是一个安全漏洞）

我已经知道或学到的东西很少，想与他人分享：

1. 私钥应该保密，无论您是想在服务器上使用它还是最好只在一个客户端上使用它，因为可以很容易地从私钥中猜出公钥，然后有人可以轻松地重复您的整个加密过程并破坏您的安全
2. PKI 适用于两种情况：第一种情况是当您想要加密某些东西并且只有特定的人/计算机可以对其进行解密时。 如您所见，在第一种情况下，许多利益相关者可以拥有某人的公钥并向他发送消息，并且只有他可以使用他的私钥读取它们。 第二种情况是当您想确保收到的消息没有被更改并且是由特定的人/计算机发送时。 在这种情况下，您使用Private key签署数据并在另一端使用Public key验证它。 唯一适合我们的过程是 Sign <-> Verify 因为我们发送带有签名的纯文本许可证，因此在客户端我们希望确保没有人篡改纯文本许可证并且它来自我们。
3. 在您的代码中，如果Decrypt 或 Verify函数在 50% 的时间内抛出异常，那是因为加载了不正确的密钥或错误地加载了正确的密钥，另外 50% 是因为您使用了不正确的算法或因为算法参数设置不正确或因为平台之间的算法实现不兼容（最后一个非常罕见）

.NET 服务器代码

  public string Sign(string privateKey, string data)
  {
       _rsaProvider.ImportCspBlob(Convert.FromBase64String(privateKey));

       //// Write the message to a byte array using UTF8 as the encoding.
       var encoder = new UTF8Encoding();
       byte[] byteData = encoder.GetBytes(data);

       //// Sign the data, using SHA512 as the hashing algorithm 
       byte[] encryptedBytes = _rsaProvider.SignData(byteData, new SHA1CryptoServiceProvider());

       return Convert.ToBase64String(encryptedBytes);
   }

.NET 客户端代码 (Win Mobile)

   private bool Verify(string key, string signature, string data)
   {
        CspParameters cspParams = new CspParameters { ProviderType = 1 };
        RSACryptoServiceProvider rsaProvider = new RSACryptoServiceProvider(cspParams);
        rsaProvider.ImportCspBlob(Convert.FromBase64String(key));

        byte[] signatureBytes = Convert.FromBase64String(signature);
        var encoder = new UTF8Encoding();
        byte[] dataBytes = encoder.GetBytes(data);

        return rsaProvider.VerifyData(dataBytes, new SHA1CryptoServiceProvider(), signatureBytes);
    }

安卓客户端代码：

public boolean Verify(RSAPublicKey key, String signature, String data)
{
    try
    {
        Signature sign = Signature.getInstance("SHA1withRSA");
        sign.initVerify(key);
        sign.update(data.getBytes("UTF-8"));
        return sign.verify(Base64.decode(signature.getBytes("UTF-8"), Base64.NO_WRAP));
    }
    catch (Exception e)
    {
        e.printStackTrace();
    }
    return false;
}

.NET 中的公钥以 xml 格式导出，代码如下：

public string ExportPublicToXML(string publicKey)
{
    RSACryptoServiceProvider csp = new RSACryptoServiceProvider(new CspParameters()
    {
        ProviderType = 1
    });
    csp.ImportCspBlob(Convert.FromBase64String(publicKey));

    return csp.ToXmlString(false);
}

然后在Android中使用模数和指数来加载公钥：

private RSAPublicKey GetPublicKey(String keyXmlString) throws InvalidKeySpecException, UnsupportedEncodingException, NoSuchAlgorithmException
{
    KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance("RSA");

    String modulusString = keyXmlString.substring(keyXmlString.indexOf("<Modulus>"), keyXmlString.indexOf("</Modulus>")).replace("<Modulus>", "");
    String exponentString = keyXmlString.substring(keyXmlString.indexOf("<Exponent>"), keyXmlString.indexOf("</Exponent>")).replace("<Exponent>", "");

    byte[] modulusBytes = Base64.decode(modulusString.getBytes("UTF-8"), Base64.DEFAULT);
    byte[] dBytes = Base64.decode(exponentString.getBytes("UTF-8"), Base64.DEFAULT);

    BigInteger modulus = new BigInteger(1, modulusBytes);
    BigInteger d = new BigInteger(1, dBytes);

    RSAPublicKeySpec keySpec = new RSAPublicKeySpec(modulus, d);

    return (RSAPublicKey) keyFactory.generatePublic(keySpec);
}