C#使用RSA私钥加密公钥解密的改进，解决特定情况下解密后出现乱码的问题
最近需要对一些数据加密后进行HTTP传输，由于希望对方只能收到数据后解密，而无法知道加密方法以防止伪造，所以选择了一个通过BigInteger类，使用私钥加密，公钥解密的算法。
算法是网上找来的，链接如下：
一开始使用得挺好，加密解密都正常，但当加密的数据超过了128byte，解密后偶尔会出现乱码，解密失败。
通过跟踪发现，这是算法的一个bug，是由于对BigInteger类不当使用产生的。 具体分析如下：
先看加密方法：
{
int len = source.Length;
int len1 = 0;
int blockLen = 0;
if ((len % 128) == 0)
len1 = len / 128;
else
len1 = len / 128 + 1;
string block = "";
string temp = "";
for (int i = 0; i < len1; i++)
{
if (len >= 128)
blockLen = 128;
else
blockLen = len;
block = source.Substring(i * 128, blockLen);
byte[] oText = System.Text.Encoding.Default.GetBytes(block);
BigInteger biText = new BigInteger(oText);
BigInteger biEnText = biText.modPow(d, n);
string temp1 = biEnText.ToHexString();
temp += temp1;
len -= blockLen;
}
return temp;
}
由于RSA算法单次加密只能支持128byte的数据，如果数据长度超过128byte，就会被分割为几段进行加密，最后把加密结果转换为16进制字符串，并连接起来输出结果。
一般情况下，128byte的数据，加密后输出的hex字符串应该是256byte，所以对应的解密方法为：把加密后的hex字符串按256byte进行拆分，分别解密，最后得到原文。方法如下：
{
int len = source.Length;
int len1 = 0;
int blockLen = 0;
if ((len % 256) == 0)
len1 = len / 256;
else
len1 = len / 256 + 1;
string block = "";
string temp = "";
for (int i = 0; i < len1; i++)
{
if (len >= 256)
blockLen = 256;
else
blockLen = len;
block = source.Substring(i * 256, blockLen);
BigInteger biText = new BigInteger(block, 16);
BigInteger biEnText = biText.modPow(e, n);
string temp1 = System.Text.Encoding.Default.GetString(biEnText.getBytes());
temp += temp1;
len -= blockLen;
}
return temp;
}
这个算法一般来讲是没问题的，但问题就在于，对于128byte的数据，BigInteger类输出的加密后的hex字符串，并不一定是256byte。所以，解密的时候按照256byte进行拆分，就会出现字符串拆分不正确，最终导致解密失败，解密出来的结果是乱码。
我们来看看BigInteger类的ToHexString()方法，其实现如下：
{
string result = data[dataLength - 1].ToString("X");
for (int i = dataLength - 2; i >= 0; i--)
{
result += data[i].ToString("X8");
}
return result;
}
对于128byte的BigInteger，此方法返回的结果并不一定是256byte。
简单的解决办法，就是把这个方法的第一行，ToString("X")改为ToString("X8")，修改后的方法如下：
{
string result = data[dataLength - 1].ToString("X8");
for (int i = dataLength - 2; i >= 0; i--)
{
result += data[i].ToString("X8");
}
return result;
}
这样改虽然可以解决问题，但属于治标不治本的方法，因为这样改，也不能保证输出的字符串就是256byte， 最靠谱的方法是改进加密方法和解密方法。
加密方法的改进：
由于加密后的结果是通过输入16进制字符串进行保存的，输入的结果不可能包含@字符，因此我们可以用@符号来分割每128byte数据的加密结果，解密的时候按照@符号进行分割就不会出错。
改进后的加密方法如下：
{
int len = source.Length;
int len1 = 0;
int blockLen = 0;
if ((len % 128) == 0)
len1 = len / 128;
else
len1 = len / 128 + 1;
string block = "";
StringBuilder result = new StringBuilder();
for (int i = 0; i < len1; i++)
{
if (len >= 128)
blockLen = 128;
else
blockLen = len;
block = source.Substring(i * 128, blockLen);
byte[] oText = System.Text.Encoding.Default.GetBytes(block);
BigInteger biText = new BigInteger(oText);
BigInteger biEnText = biText.modPow(d, n);
string temp = biEnText.ToHexString();
result.Append(temp).Append("@");
len -= blockLen;
}
return result.ToString().TrimEnd('@');
}
改进后的解密方法如下：
{
StringBuilder result = new StringBuilder();
string[] strarr1 = source.Split(new char[] { '@' }, StringSplitOptions.RemoveEmptyEntries);
for (int i = 0; i < strarr1.Length; i++)
{
string block = strarr1[i];
BigInteger biText = new BigInteger(block, 16);
BigInteger biEnText = biText.modPow(e, n);
string temp = System.Text.Encoding.Default.GetString(biEnText.getBytes());
result.Append(temp);
}
return result.ToString();
}
相关链接：
[1]RSA私钥加密公钥解密算法。
[2]BigInteger大整数运算类。
文章关键词：C#，RSA，私钥加密公钥解密，BigInteger类，乱码
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