用Portable.BouncyCastle来进行加解密的代码demo

前言

这里对之前对接的公司中的代码demo做一个总结，原本为清一色的java，哈哈。这里都转成C#。用到的库是Portable.BouncyCastle。官网。之前也是准备用.net core 内置的类，方法，但实际在用的时候比如因为desKey并不是特定长度的，导致抛了一些异常，于是就改用了这个库。

这个库中有如下这么一段的介绍：

The lightweight API works with everything from the J2ME to the JDK 1.7 and there is also an API in C# providing equivalent functionality for most of the above.

实际用下来也确实如此，方法基本上是“相同”名字的。

正文

Des

这是一种对称密钥加密算法，也就是说加密解密的秘钥是一样的。

加密

        public static string DesEncrypt(string dataXml, string desKey)

        {

            var keyParam = ParameterUtilities.CreateKeyParameter("DES", Convert.FromBase64String(desKey));

            var cipher = (BufferedBlockCipher) CipherUtilities.GetCipher("DES/NONE/PKCS5Padding");

            cipher.Init(true, keyParam);

            var bs = Encoding.UTF8.GetBytes(dataXml);

            var rst = cipher.DoFinal(bs);

            // var asciiBs = Encoding.ASCII.GetBytes(Encoding.UTF8.GetString(rst));

            return Convert.ToBase64String(rst);

        }

看方法签名，需要两个参数，1.要加密的内容，2.加密的秘钥。先用desKey作为参数创建一个keyParam。然后用DES/NONE/PKCS5Padding作为参数获取一个cipher，这个参数用来详细描述des加密时候的相关细节，具体是根据对方给的代码里面来的。然后对这个cipher做一个初始化，第一个参数true表示这个cipher是用来加密的，并且传入之前的keyParam。然后获取加密内容的字节数组，编码是utf-8，一般都是这个编码。然后调用cipher的DoFinal方法就能获取加密之后的内容了。最后一行转成了一个base64字符串。

通过这个方法就能对数据进行des加密了。中间也涉及了字符编码格式，base64转换的内容，这些是根据给的demo写的。

解密

        public static string DesDecrypt(string text, string desKey)

        {

            var keyParam = ParameterUtilities.CreateKeyParameter("DES", Convert.FromBase64String(desKey));

            var cipher = (BufferedBlockCipher) CipherUtilities.GetCipher("DES/NONE/PKCS5Padding");

            cipher.Init(false, keyParam);

            var bs = Convert.FromBase64String(text);

            var rst = cipher.DoFinal(bs);

            return Encoding.UTF8.GetString(rst);

        }

下面是解密方法。两个参数，1.需要解密的内容。 2.解密的key。这个key是和加密的时候一样的。首先也是通过desKey获取一个keyParam，然后用DES/NONE/PKCS5Padding参数获取一个cipher。然后用false参数初始化这个cipher为解密用的。获取base64编码过的字节数组，调用DoFinal方法解密字节数组。解密出来的字节数组再用utf-8编码获取实际的字符串，这个是和前面的加密方法对应的。

MD5

这个用的是core框架自带的方法。

加密

因为要区别BouncyCastle中的MD5类，所以对引用取一下别名。

using SystemX = System.Security.Cryptography;

        public static string Md5(string data)

        {

            var text = data;

            using (var md5 = SystemX.MD5.Create())

            {

                var bs = md5.ComputeHash(Encoding.UTF8.GetBytes(text));

                return BitConverter.ToString(bs).Replace("-", "").ToLower();

            }

        }

方法就一个参数，需要做md5的数据。首先是创建一个md5的实例。然后取加密内容的字节数组，再调用ComputeHash方法对数组做hash值计算，然后转成16进制的字符串，去掉-字符，最后转小写。

没有解密，你懂的。

SHA-1

SHA-1可以生成一个被称为消息摘要的160位（20字节）散列值，散列值通常的呈现形式为40个十六进制数。copy自维基百科。

        public static string ComputeSha1(string text)

        {

            Sha1Digest sha1Digest = new Sha1Digest();

            var retValue = new byte[sha1Digest.GetDigestSize()];

            var bs = Encoding.UTF8.GetBytes(text);

            sha1Digest.BlockUpdate(bs, 0, bs.Length);

            sha1Digest.DoFinal(retValue, 0);

            return BitConverter.ToString(retValue).Replace("-", "");

        }

这个方法和SHA-256很像，在SHA-256解释。

SHA-256

        public static string ComputeSha256(string text)

        {

            Sha256Digest sha256Digest = new Sha256Digest();

            var retValue = new byte[sha256Digest.GetDigestSize()];

            var bs = Encoding.UTF8.GetBytes(text);

            sha256Digest.BlockUpdate(bs, 0, bs.Length);

            sha256Digest.DoFinal(retValue, 0);

            return BitConverter.ToString(retValue).Replace("-", "");

        }

下面是当时的java-demo

	SHA256Digest digester = new SHA256Digest();

    byte[] retValue = new byte[digester.getDigestSize()];

    digester.update(key.getBytes(), 0, key.length());

    digester.doFinal(retValue, 0);

    return retValue;

对比一下两份代码，基本是一样的。首先是实例化一个Sha256Digest，然后获取原文的字节数组，然后用这个Sha256Digest去更新内容，最后输出到retValue数组中。

SHA家族很庞大，224，256，384，512等等等。用法都一样。

SignEnvelop

这个方法有点复杂，取这个名字是因为demo就是这么写的。

        private static byte[] EncryptEnvelop(X509Certificate certificate, byte[] bsOrgData)

        {

            var gen = new CmsEnvelopedDataGenerator();

            var data = new CmsProcessableByteArray(bsOrgData);

            gen.AddKeyTransRecipient(certificate);

            var enveloped = gen.Generate(data, CmsEnvelopedDataGenerator.DesEde3Cbc);

            var a = enveloped.ContentInfo.ToAsn1Object();

            return a.GetEncoded();

        }

        /// <summary>

        /// pfx文件密码

        /// </summary>

        private const string pfxPwd = "sss";

        /// <summary>

        /// pfx证书，主要是拿私钥

        /// </summary>

        public static string PfxPath => Path.Combine(AppContext.BaseDirectory, "rsa", "sss.pfx");

        /// <summary>

        /// cer证书，拿公钥

        /// </summary>

        public static string CertPath => Path.Combine(AppContext.BaseDirectory, "rsa", "sss.cer");

        public static string SignEnvelop(string orgData)

        {

            Pkcs12StoreBuilder pkcs12StoreBuilder = new Pkcs12StoreBuilder();

            var pkcs12Store = pkcs12StoreBuilder.Build();

            pkcs12Store.Load(File.OpenRead(PfxPath), pfxPwd.ToCharArray());

            IEnumerable aliases = pkcs12Store.Aliases;

            var enumerator = aliases.GetEnumerator();

            enumerator.MoveNext();

            var alias = enumerator.Current.ToString();

            //从pfx文件中获取CmsSignedData需要的key。

            var privKey = pkcs12Store.GetKey(alias);

            var x509Cert = pkcs12Store.GetCertificate(alias).Certificate;

            var bs = Encoding.UTF8.GetBytes(orgData);

            CmsSignedDataGenerator gen = new CmsSignedDataGenerator();

            gen.AddSignerInfoGenerator(

                new SignerInfoGeneratorBuilder().Build(new Asn1SignatureFactory("SHA1withRSA", privKey.Key), x509Cert));

            IList certList = new ArrayList();

            certList.Add(x509Cert);

            gen.AddCertificates(X509StoreFactory.Create("Certificate/Collection",

                new X509CollectionStoreParameters(certList)));

            var msg = new CmsProcessableByteArray(bs);

            var sigData = gen.Generate(msg, true);

            var signData = sigData.GetEncoded();

            var certificate = DotNetUtilities.FromX509Certificate(new SystemX509.X509Certificate(CertPath));

            var rst = Convert.ToBase64String(EncryptEnvelop(certificate, signData));

            return rst;

        }

这里有两个方法，拆分一下，主要有以下几个demo功能。

使用Pkcs12StoreBuilder从pfx文件中获取CmsSignedData需要的key。
使用DotNetUtilities 从cer文件中获取X509Certificate对象。

RSA

读取pem文件中的公钥做加密，这里用到了一个分段加密的逻辑。

文件参数

        private static string publicKeyFile = Path.Combine(AppContext.BaseDirectory, "rsa", "rsa_public_key.pem");

        private static string privateKeyFile = Path.Combine(AppContext.BaseDirectory, "rsa", "rsa_private_key.pem");

用公钥对数据进行分段加密

        public static string GetNonce(string randomStr)

        {

            var maxBlock = 245;

            int offset = 0;

            int i = 0;

            var outBytes = new List<byte>();

            var pubKey = new PemReader(new StreamReader(publicKeyFile)).ReadObject() as AsymmetricKeyParameter;

            IBufferedCipher c = CipherUtilities.GetCipher("RSA/NONE/PKCS1PADDING");// 参数与JAVA中解密的参数一致

            c.Init(true, pubKey);

            var data = Encoding.UTF8.GetBytes(randomStr);

            var inputLength = data.Length;

            while (inputLength - offset > 0)

            {

                if (inputLength - offset > maxBlock)

                {

                    outBytes.AddRange(c.DoFinal(data, offset, maxBlock));

                }

                else

                {

                    outBytes.AddRange(c.DoFinal(data, offset, inputLength - offset));

                }

                i++;

                offset = i * maxBlock;

            }

            return Convert.ToBase64String(outBytes.ToArray());

        }

主要是用PemReader对象对pem文件进行读写操作。因为是RSA加密的，所以对象转换成AsymmetricKeyParameter。其他的就和之前的DES之类的类似。

用私钥以及MD5withRSA对数据算签名

        public static string GetSignature(string text)

        {

            var bsToEncrypt = Encoding.UTF8.GetBytes(text);

            PemReader pemReader = new PemReader(new StreamReader(privateKeyFile));

            var pem = (AsymmetricCipherKeyPair)pemReader.ReadObject();

            ISigner sig = SignerUtilities.GetSigner("MD5withRSA");

            sig.Init(true, pem.Private);

            sig.BlockUpdate(bsToEncrypt, 0, bsToEncrypt.Length);

            byte[] signature = sig.GenerateSignature();

            /* Base 64 encode the sig so its 8-bit clean */

            var signedString = Convert.ToBase64String(signature);

            return signedString;

        }

主要还是PemReader对象的使用以及使用ISigner构造一个签名工具。

解密

        private static byte[] Decrypt(byte[] input, string privateKeyPath)

        {

            PemReader r = new PemReader(new StreamReader(privateKeyPath));     //载入私钥

            var readObject = r.ReadObject();

            AsymmetricCipherKeyPair priKey = (AsymmetricCipherKeyPair)readObject;

            string mode = "RSA/NONE/PKCS1Padding";

            IBufferedCipher c = CipherUtilities.GetCipher(mode);

            c.Init(false, priKey.Private);

            byte[] outBytes = c.DoFinal(input);

            return outBytes;

        }

        public static string RSADecryptByPrivateKey(string text)

        {

            if (string.IsNullOrEmpty(text))

            {

                return string.Empty;

            }

            var bs = Convert.FromBase64String(text);

            var rst = new List<byte>();

            #region 分段解密 解决加密密文过长问题

            int len = 256;

            int m = bs.Length / len;

            if (m * len != bs.Length)

            {

                m = m + 1;

            }

            for (int i = 0; i < m; i++)

            {

                byte[] temp = new byte[256];

                if (i < m - 1)

                {

                    temp = bs.Skip(i * len).Take(len).ToArray();

                }

                else

                {

                    temp = new byte[bs.Length % len == 0 ? 1 * len : bs.Length % len];

                    bs.Skip(i * len).Take(bs.Length % len == 0 ? len : bs.Length % len).ToArray().CopyTo(temp, 0);

                }

                rst.AddRange(Decrypt(temp, privateKeyFile));

            }

            #endregion

            return Encoding.UTF8.GetString(rst.ToArray());

        }

因为加密是分段的，所以解密也需要分段，套路和之前一样。

完。