本文實例講述了基于私鑰加密公鑰解密的RSA算法C#實現方法，是一種應用十分廣泛的算法。分享給大家供大家參考之用。具體方法如下：
一、概述
RSA算法是第一個能同時用于加密和數字簽名的算法，也易于理解和操作。 RSA是被研究得最廣泛的公鑰算法，從提出到現在已近二十年，經歷了各種攻擊的考驗，逐漸為人們接受，普遍認為是目前最優秀的公鑰方案之一。RSA的安全性依賴于大數的因子分解，但并沒有從理論上證明破譯RSA的難度與大數分解難度等價。
RSA的安全性依賴于大數分解。公鑰和私鑰都是兩個大素數（ 大于 100個十進制位）的函數。據猜測，從一個密鑰和密文推斷出明文的難度等同于分解兩個大素數的積。
密鑰對的產生。選擇兩個大素數，p 和q 。計算：
n = p * q
然后隨機選擇加密密鑰e（PS：最常用的e值有3，17和65537，微軟就是使用的65537，采用3個中的任何一個都不存在安全問題），要求 e 和 ( p - 1 ) * ( q - 1 ) 互質。最后，利用Euclid 算法計算解密密鑰d, 滿足
e * d = 1 ( mod ( p - 1 ) * ( q - 1 ) )
其中n和d也要互質。數e和n是公鑰，d是私鑰。兩個素數p和q不再需要，應該丟棄，不要讓任何人知道。
加密信息 m（二進制表示）時，首先把m分成等長數據塊 m1 ,m2,..., mi ，塊長s，其中 2^s <= n, s 盡可能的大。對應的密文是：
ci = mi^e ( mod n ) ( a )
解密時作如下計算：
mi = ci^d ( mod n ) ( b )
.NET提供常用的加密算法類，支持RSA的類是RSACryptoServiceProvider（命名空間：System.Security.Cryptography），但只支持公鑰加密，私鑰解密。RSACryptoServiceProvider類包括：Modulus、Exponent、P、Q、DP、DQ、InverseQ、D等8個屬性，其中Modulus和Exponent就是公鑰，Modulus和D就是私鑰，RSACryptoServiceProvider類提供導出公鑰的方法，也提供導出私鑰的方法，但導出的私鑰包含上面8個屬性，顯然要用RSACryptoServiceProvider實現私鑰加密公鑰是不可行的。
從RSA的原理來看，公鑰加密私鑰解密和私鑰加密公鑰解密應該是等價的，在某些情況下，比如共享軟件加密，我們需要用私鑰加密注冊碼或注冊文件，發給用戶，用戶用公鑰解密注冊碼或注冊文件進行合法性驗證。
二、實現方法
本人利用網上找的一個C#版的大整數類BigInteger（本人認為這是偶發現的效率最高的一個C#版大整數類）來實現私鑰加密公鑰加密（事實上也完全支持公租加密私鑰解密），但沒有使用類BigInteger的大素數生成函數，而是直接使用類RSACryptoServiceProvider來生成大素數。其中加密函數和解密函數的實現如下：
/* 功能：用指定的私鑰(n,d)加密指定字符串source */ private string EncryptString(string source, BigInteger d, BigInteger n) { 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; } /* 功能：用指定的公鑰(n,e)解密指定字符串source */ private string DecryptString(string source, BigInteger e, BigInteger n) { 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; } 加密過程和解密過程代碼如下所示：
/* 加密過程,其中d、n是RSACryptoServiceProvider生成的D、Modulus */ private string EncryptProcess(string source, string d, string n) { byte[] N = Convert.FromBase64String(n); byte[] D = Convert.FromBase64String(d); BigInteger biN = new BigInteger(N); BigInteger biD = new BigInteger(D); return EncryptString(source, biD, biN); } /* 解密過程,其中e、n是RSACryptoServiceProvider生成的Exponent、Modulus */ private string DecryptProcess(string source, string e, string n) { byte[] N = Convert.FromBase64String(n); byte[] E = Convert.FromBase64String(e); BigInteger biN = new BigInteger(N); BigInteger biE = new BigInteger(E); return DecryptString(source, biE, biN); }相信本文所述對大家的C#程序設計有一定的借鑒價值。
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