重新想象 Windows 8 Store Apps (32) - 加密解密: 非对称算法, 数据转换的辅助类

原文:重新想象 Windows 8 Store Apps (32) - 加密解密: 非对称算法, 数据转换的辅助类

作者：webabcd

介绍
重新想象 Windows 8 Store Apps 之加密解密

非对称算法（RSA）
签名和验证签名（RSA）
通过 CryptographicBuffer 来实现 string hex base64 binary 间的相互转换

示例
1、演示如何使用非对称算法（RSA）
Crypto/Asymmetric.xaml.cs

/*

 * 演示如何使用非对称算法（RSA）

 */

using System;

using Windows.Security.Cryptography;

using Windows.Security.Cryptography.Core;

using Windows.Storage.Streams;

using Windows.UI.Xaml;

using Windows.UI.Xaml.Controls;

namespace XamlDemo.Crypto

{

    public sealed partial class Asymmetric : Page

    {

        public Asymmetric()

        {

            this.InitializeComponent();

        }

        private void btnDemo_Click(object sender, RoutedEventArgs e)

        {

            string plainText = "i am webabcd";

            uint keySize = ;

            lblMsg.Text = "原文: " + plainText;

            lblMsg.Text += Environment.NewLine;

            lblMsg.Text += "keySize: " + keySize / ;

            lblMsg.Text += Environment.NewLine;

            lblMsg.Text += Environment.NewLine;

            string[] algorithmNames = { "RSA_PKCS1", "RSA_OAEP_SHA1", "RSA_OAEP_SHA256", "RSA_OAEP_SHA384", "RSA_OAEP_SHA512" };

            foreach (var algorithmName in algorithmNames)

            {

                /*

                 * 对于 RSA 非对称加密来说，其对原文的长度是有限制的，所以一般用 RSA 来加密对称算法的密钥

                 *

                 * RSA_PKCS1 要求原文长度 <= 密钥长度 - 3，单位：字节

                 * OAEP 要求原文长度 <= 密钥长度 - 2 * HashBlock - 2，单位：字节

                 *     RSA_OAEP_SHA1 - 密钥长度为 1024 时，最大原文长度 1024 / 8 - 2 * 20 - 2 = 90

                 *     RSA_OAEP_SHA256 - 密钥长度为 1024 时，最大原文长度 1024 / 8 - 2 * (256 / 8) - 2 = 66

                 *     RSA_OAEP_SHA384 - 密钥长度为 2048 时，最大原文长度 2048 / 8 - 2 * (384 / 8) - 2 = 162

                 *     RSA_OAEP_SHA512 - 密钥长度为 2048 时，最大原文长度 2048 / 8 - 2 * (512 / 8) - 2 = 130

                 */

                IBuffer buffer; // 原文

                IBuffer encrypted; // 加密后

                IBuffer decrypted; // 解密后

                IBuffer blobPublicKey; // 公钥

                IBuffer blobKeyPair; // 公钥私钥对

                CryptographicKey keyPair; // 公钥私钥对

                // 原文的二进制数据

                buffer = CryptographicBuffer.ConvertStringToBinary(plainText, BinaryStringEncoding.Utf8);

                // 根据算法名称实例化一个非对称算法提供程序

                AsymmetricKeyAlgorithmProvider asymmetricAlgorithm = AsymmetricKeyAlgorithmProvider.OpenAlgorithm(algorithmName);

                try

                {

                    // 根据密钥长度随机创建一个公钥私钥对

                    keyPair = asymmetricAlgorithm.CreateKeyPair(keySize);

                }

                catch (Exception ex)

                {

                    lblMsg.Text += ex.ToString();

                    lblMsg.Text += Environment.NewLine;

                    return;

                }

                // 加密数据（通过公钥）

                encrypted = CryptographicEngine.Encrypt(keyPair, buffer, null);

                // 加密后的结果

                lblMsg.Text += algorithmName + " encrypted: " + CryptographicBuffer.EncodeToHexString(encrypted) + " (" + encrypted.Length + ")";

                lblMsg.Text += Environment.NewLine;

                // 导出公钥

                blobPublicKey = keyPair.ExportPublicKey();

                // 导出公钥私钥对

                blobKeyPair = keyPair.Export();

                // 导入公钥

                CryptographicKey publicKey = asymmetricAlgorithm.ImportPublicKey(blobPublicKey);

                // 导入公钥私钥对

                CryptographicKey keyPair2 = asymmetricAlgorithm.ImportKeyPair(blobKeyPair);

                // 解密数据（通过私钥）

                decrypted = CryptographicEngine.Decrypt(keyPair2, encrypted, null);

                // 解密后的结果

                lblMsg.Text += algorithmName + " decrypted: " + CryptographicBuffer.ConvertBinaryToString(BinaryStringEncoding.Utf8, decrypted);

                lblMsg.Text += Environment.NewLine;

                lblMsg.Text += Environment.NewLine;

            }

        }

    }

}

2、演示如何通过非对称算法（RSA）来签名和验证签名
Crypto/Sign.xaml.cs

/*

 * 演示如何通过非对称算法（RSA）来签名和验证签名

 */

using System;

using Windows.Security.Cryptography;

using Windows.Security.Cryptography.Core;

using Windows.Storage.Streams;

using Windows.UI.Xaml;

using Windows.UI.Xaml.Controls;

namespace XamlDemo.Crypto

{

    public sealed partial class Sign : Page

    {

        public Sign()

        {

            this.InitializeComponent();

        }

        private void btnDemo_Click(object sender, RoutedEventArgs e)

        {

            string plainText = "i am webabcd";

            uint keySize = ;

            lblMsg.Text = "原文: " + plainText;

            lblMsg.Text += Environment.NewLine;

            lblMsg.Text += "keySize: " + keySize / ;

            lblMsg.Text += Environment.NewLine;

            lblMsg.Text += Environment.NewLine;

            string[] algorithmNames = { "RSASIGN_PKCS1_SHA1", "RSASIGN_PKCS1_SHA256", "RSASIGN_PKCS1_SHA384", "RSASIGN_PKCS1_SHA512", "RSASIGN_PSS_SHA1", "RSASIGN_PSS_SHA256", "RSASIGN_PSS_SHA384", "RSASIGN_PSS_SHA512" };

            foreach (var algorithmName in algorithmNames)

            {

                IBuffer buffer; // 原文

                IBuffer blobPublicKey; // 公钥

                IBuffer blobKeyPair; // 公钥私钥对

                CryptographicKey keyPair; // 公钥私钥对

                // 原文的二进制数据

                buffer = CryptographicBuffer.ConvertStringToBinary(plainText, BinaryStringEncoding.Utf8);

                // 根据算法名称实例化一个非对称算法提供程序

                AsymmetricKeyAlgorithmProvider asymmetricAlgorithm = AsymmetricKeyAlgorithmProvider.OpenAlgorithm(algorithmName);

                try

                {

                    // 根据密钥长度随机创建一个公钥私钥对

                    keyPair = asymmetricAlgorithm.CreateKeyPair(keySize);

                }

                catch (Exception ex)

                {

                    lblMsg.Text += ex.ToString();

                    lblMsg.Text += Environment.NewLine;

                    return;

                }

                // 对原文进行签名（通过私钥）

                IBuffer signature = CryptographicEngine.Sign(keyPair, buffer);

                lblMsg.Text += algorithmName + " - 原文已被签名，签名后的数据: " + CryptographicBuffer.EncodeToHexString(signature);

                lblMsg.Text += Environment.NewLine;

                // 导出公钥

                blobPublicKey = keyPair.ExportPublicKey();

                // 导出公钥私钥对

                blobKeyPair = keyPair.Export();

                // 导入公钥

                CryptographicKey publicKey = asymmetricAlgorithm.ImportPublicKey(blobPublicKey);

                // 验证签名（通过公钥）

                bool isAuthenticated = CryptographicEngine.VerifySignature(publicKey, buffer, signature);

                lblMsg.Text += "签名验证的结果: " + isAuthenticated;

                lblMsg.Text += Environment.NewLine;

                lblMsg.Text += Environment.NewLine;

            }

        }

    }

}

3、通过 CryptographicBuffer 来实现 string hex base64 binary 间的相互转换
Crypto/CryptographicBufferDemo.xaml.cs

/*

 * 通过 CryptographicBuffer 来实现 string hex base64 binary 间的相互转换

 *

 * 注：CryptographicBuffer 相当于加解密过程中的一个辅助类

 */

using Windows.Security.Cryptography;

using Windows.UI.Xaml.Controls;

using Windows.UI.Xaml.Navigation;

namespace XamlDemo.Crypto

{

    public sealed partial class CryptographicBufferDemo : Page

    {

        public CryptographicBufferDemo()

        {

            this.InitializeComponent();

        }

        protected override void OnNavigatedTo(NavigationEventArgs e)

        {

            // 将 IBuffer 对象转换为 string

            // string CryptographicBuffer.ConvertBinaryToString(BinaryStringEncoding encoding, IBuffer buffer);

            // 将 string 转换为 IBuffer 对象

            // IBuffer CryptographicBuffer.ConvertStringToBinary(string value, BinaryStringEncoding encoding);

            // 将 IBuffer 对象中的数据写入到 byte[]

            // void CryptographicBuffer.CopyToByteArray(IBuffer buffer, out byte[] value);

            // 将 byte[] 转换为 IBuffer 对象

            // IBuffer CryptographicBuffer.CreateFromByteArray(byte[] value);

            // 将 base64 编码字符串转换为 IBuffer 对象

            // IBuffer CryptographicBuffer.DecodeFromBase64String(string value);

            // 将 十六 进制编码字符串转换为 IBuffer 对象

            // IBuffer CryptographicBuffer.DecodeFromHexString(string value);

            // 将 IBuffer 对象中的数据转换为 base64 编码字符串

            // string CryptographicBuffer.EncodeToBase64String(IBuffer buffer);

            // 将 IBuffer 对象中的数据转换为 十六 进制编码字符串

            // string CryptographicBuffer.EncodeToHexString(IBuffer buffer);

            // 生成一个 uint 类型的随机数

            // uint CryptographicBuffer.GenerateRandomNumber();

            // 根据指定长度生成一个包含随机数据的 IBuffer 对象

            // IBuffer CryptographicBuffer.GenerateRandom(uint length);

            // 比较两个 IBuffer 对象是否相等

            // bool CryptographicBuffer.Compare(IBuffer object1, IBuffer object2);

        }

    }

}

OK
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