С# BouncyCastle - Шифрование RSA с использованием общедоступных/закрытых ключей

Мне нужно зашифровать данные на С#, чтобы передать его на Java. Java-код относится к третьей стороне, но мне был предоставлен соответствующий источник, поэтому я решил, что, поскольку Java использует библиотеки Bouncy Castle, я буду использовать порт С#.

Расшифровка работает отлично. Однако дешифрование работает только тогда, когда я использую шифрование с использованием закрытого ключа, а не с открытым ключом. При использовании открытого ключа дешифрование завершается с unknown block type.

Очевидно, что шифрование внутри RsaEncryptWithPrivate использует открытый ключ при шифровании, поэтому я не понимаю, почему два метода шифрования не являются функционально идентичными:

using Org.BouncyCastle.Crypto;
using Org.BouncyCastle.Crypto.Encodings;
using Org.BouncyCastle.Crypto.Engines;
using Org.BouncyCastle.OpenSsl;

public class EncryptionClass
{       
    public string RsaEncryptWithPublic(string clearText
        , string publicKey)
    {
        var bytesToEncrypt = Encoding.UTF8.GetBytes(clearText);

        var encryptEngine = new Pkcs1Encoding(new RsaEngine());

        using (var txtreader = new StringReader(publicKey))
        {
            var keyParameter = (AsymmetricKeyParameter)new PemReader(txtreader).ReadObject();

            encryptEngine.Init(true, keyParameter);
        }

        var encrypted = Convert.ToBase64String(encryptEngine.ProcessBlock(bytesToEncrypt, 0, bytesToEncrypt.Length));
        return encrypted;

    }

    public string RsaEncryptWithPrivate(string clearText
        , string privateKey)
    {
        var bytesToEncrypt = Encoding.UTF8.GetBytes(clearText);

        var encryptEngine = new Pkcs1Encoding(new RsaEngine());

        using (var txtreader = new StringReader(privateKey))
        {
            var keyPair = (AsymmetricCipherKeyPair)new PemReader(txtreader).ReadObject();

            encryptEngine.Init(true, keyPair.Public);
        }

        var encrypted= Convert.ToBase64String(encryptEngine.ProcessBlock(bytesToEncrypt, 0, bytesToEncrypt.Length));
        return encrypted;
    }


    // Decryption:

    public string RsaDecrypt(string base64Input
        , string privateKey)
    {
        var bytesToDecrypt = Convert.FromBase64String(base64Input);

        //get a stream from the string
        AsymmetricCipherKeyPair keyPair;
        var decryptEngine = new Pkcs1Encoding(new RsaEngine());

        using ( var txtreader = new StringReader(privateKey) )
        {
            keyPair = (AsymmetricCipherKeyPair) new PemReader(txtreader).ReadObject();

            decryptEngine.Init(false, keyPair.Private);
        }

        var decrypted = Encoding.UTF8.GetString(decryptEngine.ProcessBlock(bytesToDecrypt, 0, bytesToDecrypt.Length));
        return decrypted;
    }
}

// In my test project   

    [Test()]
    public void EncryptTest()
    {
        // Set up 
        var input = "Perceived determine departure explained no forfeited";
        var enc = new EncryptionClass();
        var publicKey = "-----BEGIN PUBLIC KEY----- // SNIPPED // -----END PUBLIC KEY-----";
        var privateKey = "-----BEGIN PRIVATE KEY----- // SNIPPED // -----END PRIVATE KEY-----";

        // Encrypt it
        var encryptedWithPublic = enc.RsaEncryptWithPublic(input, publicKey); 

        var encryptedWithPrivate = enc.RsaEncryptWithPrivate(input, privateKey);

        // Decrypt
        var outputWithPublic = payUEnc.RsaDecrypt(encryptedWithPrivate, privateKey); 
        // Throws error: "unknown block type"

        var outputWithPrivate = payUEnc.RsaDecrypt(encryptedWithPrivate, _privateKey); 
        // returns the correct decrypted text, "Perceived determine departure explained no forfeited"

        // Assertion
        Assert.AreEqual(outputWithPrivate, input); // This is true
    }

Кстати, расшифровка Java демонстрирует ту же проблему - при шифровании только открытым ключом она терпит неудачу.

Я очень новичок в криптографии, поэтому я уверен, что делаю что-то очень простое в методе RsaEncryptWithPublic.

ИЗМЕНИТЬ:

Я также добавил unit test, который доказывает, что открытый ключ равен открытому ключу, который извлекается из закрытого ключа:

    [Test()]
    public void EncryptCompareTest()
    {
        AsymmetricKeyParameter keyParameterFromPub;
        AsymmetricKeyParameter keyParameterFromPriv;
        AsymmetricCipherKeyPair keyPair;

        using (var txtreader = new StringReader(_publicKey))
        {
            keyParameterFromPub = (AsymmetricKeyParameter)new PemReader(txtreader).ReadObject();
        }

        using (var txtreader = new StringReader(_privateKey))
        {
            keyPair = (AsymmetricCipherKeyPair)new PemReader(txtreader).ReadObject();
            keyParameterFromPriv = keyPair.Public;
        }

        Assert.AreEqual(keyParameterFromPub, keyParameterFromPriv); // returns true;

    } 

Ответы

Ответ 1

Я использовал неправильный открытый ключ.. и тест, который доказал, что закрытый и открытый ключи соответствовали правильному открытому ключу.

Приведенный выше код работает отлично, как есть, до тех пор, пока вы получите ключи правильно!

Ответ 2

В коде OP есть некоторые ошибки. Я сделал несколько изменений. Вот что я получил.

public class TFRSAEncryption
{
    public string RsaEncryptWithPublic(string clearText, string publicKey)
    {
        var bytesToEncrypt = Encoding.UTF8.GetBytes(clearText);

        var encryptEngine = new Pkcs1Encoding(new RsaEngine());

        using (var txtreader = new StringReader(publicKey))
        {
            var keyParameter = (AsymmetricKeyParameter)new PemReader(txtreader).ReadObject();

            encryptEngine.Init(true, keyParameter);
        }

        var encrypted = Convert.ToBase64String(encryptEngine.ProcessBlock(bytesToEncrypt, 0, bytesToEncrypt.Length));
        return encrypted;

    }

    public string RsaEncryptWithPrivate(string clearText, string privateKey)
    {
        var bytesToEncrypt = Encoding.UTF8.GetBytes(clearText);

        var encryptEngine = new Pkcs1Encoding(new RsaEngine());

        using (var txtreader = new StringReader(privateKey))
        {
            var keyPair = (AsymmetricCipherKeyPair)new PemReader(txtreader).ReadObject();

            encryptEngine.Init(true, keyPair.Private);
        }

        var encrypted = Convert.ToBase64String(encryptEngine.ProcessBlock(bytesToEncrypt, 0, bytesToEncrypt.Length));
        return encrypted;
    }


    // Decryption:

    public string RsaDecryptWithPrivate(string base64Input, string privateKey)
    {
        var bytesToDecrypt = Convert.FromBase64String(base64Input);

        AsymmetricCipherKeyPair keyPair;
        var decryptEngine = new Pkcs1Encoding(new RsaEngine());

        using (var txtreader = new StringReader(privateKey))
        {
            keyPair = (AsymmetricCipherKeyPair)new PemReader(txtreader).ReadObject();

            decryptEngine.Init(false, keyPair.Private);
        }

        var decrypted = Encoding.UTF8.GetString(decryptEngine.ProcessBlock(bytesToDecrypt, 0, bytesToDecrypt.Length));
        return decrypted;
    }

    public string RsaDecryptWithPublic(string base64Input, string publicKey)
    {
        var bytesToDecrypt = Convert.FromBase64String(base64Input);

        var decryptEngine = new Pkcs1Encoding(new RsaEngine());

        using (var txtreader = new StringReader(publicKey))
        {
            var keyParameter = (AsymmetricKeyParameter)new PemReader(txtreader).ReadObject();

            decryptEngine.Init(false, keyParameter);
        }

        var decrypted = Encoding.UTF8.GetString(decryptEngine.ProcessBlock(bytesToDecrypt, 0, bytesToDecrypt.Length));
        return decrypted;
    }
}

class Program
{

    static void Main(string[] args)
    {
        // Set up 
        var input = "Perceived determine departure explained no forfeited";
        var enc = new TFRSAEncryption();
        var publicKey = "-----BEGIN PUBLIC KEY----- // Base64 string omitted // -----END PUBLIC KEY-----";
        var privateKey = "-----BEGIN PRIVATE KEY----- // Base64 string omitted// -----END PRIVATE KEY-----";

        // Encrypt it
        var encryptedWithPublic = enc.RsaEncryptWithPublic(input, publicKey);

        var encryptedWithPrivate = enc.RsaEncryptWithPrivate(input, privateKey);

        // Decrypt
        var output1 = enc.RsaDecryptWithPrivate(encryptedWithPublic, privateKey);

        var output2 = enc.RsaDecryptWithPublic(encryptedWithPrivate, publicKey);

        Console.WriteLine(output1 == output2 && output2 == input);

        Console.Read();
    }
}

Ответ 3

Я попробовал решение @Mario, но получал некоторые исключения. Первый был

-----END PUBLIC KEY not found

Что мне удалось исправить, правильно отформатировав оба ключа

publicKey = $"-----BEGIN PUBLIC KEY-----\n{publicKey}\n-----END PUBLIC KEY-----\n";

Вторая ошибка была при попытке расшифровать текст. Unable to cast object of type 'Org.BouncyCastle.Crypto.Parameters.RsaPrivateCrtKeyParameters' to type 'Org.BouncyCastle.Crypto.AsymmetricCipherKeyPair'.
Что я решил, приведя к соответствующему типу.

var keyPair = (RsaPrivateCrtKeyParameters)new PemReader(txtreader).ReadObject();