在 C# 中解密使用 RSA 在 iPhone 上加密的内容时遇到问题

Question

到目前为止，我已经花了两天时间研究这个问题，并梳理了我可以使用的所有资源，所以这是最后的手段。

我有一个 X509 证书，其公钥已存储在 iPhone 的钥匙串中（此时仅限模拟器）。 在 ASP.NET 方面，我已在证书存储区中使用私钥获取了证书。 当我在 iPhone 上加密字符串并在服务器上解密时，我收到 CryptographicException“错误数据”。 我尝试了 RSACryptoServiceProvider 页面上的一个长镜头，但它没有帮助。

我比较了两边的 base-64 字符串，它们是相等的。 我比较了解码后的原始字节数组，它们也相等。 如果我使用公钥在服务器上加密，则字节数组与 iPhone 的版本不同，并且很容易使用私钥解密。 原始明文字符串有 115 个字符，因此它在我的 2048 位密钥的 256 字节限制之内。

这是 iPhone 加密方法（几乎逐字来自 CryptoExercise 示例应用 的 wrapSymmetricKey 方法）：

+ (NSData *)encrypt:(NSString *)plainText usingKey:(SecKeyRef)key error:(NSError **)err
{
    size_t cipherBufferSize = SecKeyGetBlockSize(key);
    uint8_t *cipherBuffer = NULL;
    cipherBuffer = malloc(cipherBufferSize * sizeof(uint8_t));
    memset((void *)cipherBuffer, 0x0, cipherBufferSize);
    NSData *plainTextBytes = [plainText dataUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding];
    OSStatus status = SecKeyEncrypt(key, kSecPaddingNone,
                                (const uint8_t *)[plainTextBytes bytes], 
                                [plainTextBytes length], cipherBuffer, 
                                &cipherBufferSize);
    if (status == noErr)
    {
        NSData *encryptedBytes = [[[NSData alloc]
                    initWithBytes:(const void *)cipherBuffer 
                    length:cipherBufferSize] autorelease];
        if (cipherBuffer)
        {
            free(cipherBuffer);
        }
        NSLog(@"Encrypted text (%d bytes): %@",
                    [encryptedBytes length], [encryptedBytes description]);
        return encryptedBytes;
    }
    else
    {
        *err = [NSError errorWithDomain:@"errorDomain" code:status userInfo:nil];
        NSLog(@"encrypt:usingKey: Error: %d", status);
        return nil;
    }
}

这是服务器端 C# 解密方法：

private string Decrypt(string cipherText)
{
    if (clientCert == null)
    {
        // Get certificate
        var store = new X509Store(StoreName.My, StoreLocation.LocalMachine);
        store.Open(OpenFlags.ReadOnly);
        foreach (var certificate in store.Certificates)
        {
            if (certificate.GetNameInfo(X509NameType.SimpleName, false) == CERT)
            {
                clientCert = certificate;
                break;
            }
        }
    }

    using (var rsa = (RSACryptoServiceProvider)clientCert.PrivateKey)
    {
        try
        {
            var encryptedBytes = Convert.FromBase64String(cipherText);
            var decryptedBytes = rsa.Decrypt(encryptedBytes, false);
            var plaintext = Encoding.UTF8.GetString(decryptedBytes);
            return plaintext;
        }
        catch (CryptographicException e)
        {
            throw(new ApplicationException("Unable to decrypt payload.", e));
        }
    }
}

我怀疑平台之间存在一些编码问题。 我知道一个是大尾数，另一个是小尾数，但我不太了解哪个是哪个，或者如何克服差异。 Mac OS X、Windows 和 iPhone都是小端字节序，所以这不是问题。

新理论：如果将 OAEP 填充布尔值设置为 false，则默认为 PKCS#1 1.5 填充。 SecKey 仅具有 PKCS1、PKCS1MD2、PKCS1MD5 和 的 SecPadding 定义>PKCS1SHA1。 也许 Microsoft 的 PKCS#1 1.5 != Apple 的 PKCS1，因此填充会影响加密的二进制输出。 我尝试使用 kSecPaddingPKCS1 并将 fOAEP 设置为 false 但它仍然不起作用。 显然，kSecPaddingPKCS1< /code> 相当于 PKCS#1 1.5 。 回到理论的绘图板...

其他新尝试的理论：

1. iPhone 上的证书（.cer 文件）与服务器上的 PKCS#12 捆绑包（.pfx 文件）并不完全相同，因此它永远无法工作。 在不同的证书存储中安装了 .cer 文件，并且服务器加密的字符串往返就好了；
2. 转换为 base-64 以及 POST 到服务器的行为会导致同一类往返中不存在的奇怪情况，因此我首先尝试了一些 URLEncoding/Decoding，然后从 iPhone 发布原始二进制文件，验证它是否相等，并得到相同的错误数据;
3. 我的原始字符串是 125 字节，所以我认为它可能会在 UTF-8 中被截断（长镜头），所以我将其裁剪为 44 字节字符串，但没有结果；
4. 回顾 System.Cryptography 库，以确保我使用了合适的类，并发现了“RSAPKCS1KeyExchangeDeformatter”，对新的前景感到高兴，但当它的行为完全相同时感到沮丧。

成功！

事实证明，我在 iPhone 模拟器上的钥匙串中存在一些问题，可以这么说，这些问题使水变得浑浊。 我删除了 ~/Library/Application Support/iPhone Simulator/User/Library/Keychains/keychain-2-debug.db 处的钥匙串数据库，以使其重新创建并且工作正常。 感谢您的所有帮助。 我认为这可能是一些简单但不明显的事情。 （我学到了两件事：1）从模拟器中卸载应用程序不会清除其钥匙串条目，2）定期重新启动。）

注意：钥匙串文件的通用路径取决于 iOS 版本： 〜/库/应用程序支持/iPhone模拟器/[版本]/Library/Keychains/keychain-2-debug.db 例如， 〜/库/应用程序支持/iPhone模拟器/4.3/Library/Keychains/keychain-2-debug.db

Answer 1

嗯...第一步（正如您所说的那样）是使用 iPhone 和 C# 实现使用相同的初始化向量来加密相同的消息。 您应该得到相同的输出。 你说你没有，所以有问题。

这意味着：

• RSA 的 iPhone 实现不正确。
• RSA 的 .NET 实现不正确。
• 密钥文件不同（或解释不同）。

我建议前两种可能性不大，但可能性很小。

您声明：“在不同的证书存储中安装了 .cer 文件，并且服务器加密的字符串往返得很好”...这并不能证明任何事情：所有这些证明的是，给定一组特定的随机数字，您可以成功加密/解密一个平台。 您不能保证两个平台都看到相同的随机数集。

所以我建议你把它降到尽可能低的水平。 检查两个平台上加密的直接（字节数组）输入和输出。 如果使用完全相同的（二进制）输入，您没有得到相同的输出，那么您就会遇到平台问题。 我认为这不太可能，所以我猜你会发现 IV 的解释不同。

Answer 2

这是我在stackoverflow上的第一个回答，如果我做错了，请原谅我！

我无法给你一个完整的答案，但是当我尝试与 PHP 集成时，我遇到了非常相似的问题 - 似乎 Apple 的证书文件的格式与其他软件期望的格式（包括 openssl）有点不同。

以下是我在 PHP 中解密加密签名的方法 - 我实际上从传输的公钥中手动提取模数和 PK 并将其用于 RSA 内容，而不是尝试导入密钥：

// Public key format in hex (2 hex chars = 1 byte):
//30480241009b63495644db055437602b983f9a9e63d9af2540653ee91828483c7e302348760994e88097d223b048e42f561046c602405683524f00b4cd3eec7e67259c47e90203010001
//<IGNORE><--------------------------------------------- MODULUS --------------------------------------------------------------------------><??>< PK > 
// We're interested in the modulus and the public key.
// PK = Public key, probably 65537

// First, generate the sha1 of the hash string:
$sha1 = sha1($hashString,true);

// Unencode the user's public Key:
$pkstr = base64_decode($publicKey);
// Skip the <IGNORE> section:
$a = 4;
// Find the very last occurrence of \x02\x03 which seperates the modulus from the PK:
$d = strrpos($pkstr,"\x02\x03");
// If something went wrong, give up:
if ($a == false || $d == false) return false;
// Extract the modulus and public key:
$modulus = substr($pkstr,$a,($d-$a));
$pk = substr($pkstr,$d+2);

// 1) Take the $signature from the user
// 2) Decode it from base64 to binary
// 3) Convert the binary $pk and $modulus into (very large!) integers (stored in strings in PHP)
// 4) Run rsa_verify, from http://www.edsko.net/misc/rsa.php
$unencoded_signature = rsa_verify(base64_decode($signature), binary_to_number($pk), binary_to_number($modulus), "512");

//Finally, does the $sha1 we calculated match the $unencoded_signature (less any padding bytes on the end)?
return ($sha1 == substr($unencoded_signature,-20)); // SHA1 is only 20 bytes, whilst signature is longer than this.  

生成此公钥的 Objective-c 是：

NSData * data = [[SecKeyWrapper sharedWrapper] getPublicKeyBits];
[req addValue:[data base64Encoding] forHTTPHeaderField: @"X-Public-Key"];
data = [[SecKeyWrapper sharedWrapper] getSignatureBytes:[signatureData dataUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding]];
[req addValue:[data base64Encoding] forHTTPHeaderField: @"X-Signature"];

使用 Apple 示例项目 CryptoExercise 中的 SecKeyWrapper（您可以在此处查看该文件： https ://developer.apple.com/iphone/library/samplecode/CryptoExercise/listing15.html）

我希望这有帮助吗？

Answer 3

这对你有帮助吗？

使用 .NET 和 .NET 的非对称密钥加密 C#

• 很抱歉这篇文章很短，时间有限等等。 不管怎样，看到了你的 Twitter 请求帮助。这展示了我如何使用 PHP 完成此操作并在 .NET 上解密，类似。 我注意到您的解密类与我的略有不同，因此本文可能会有所帮助。

Answer 4

我相信你自己已经回答了这个问题。 问题肯定出在字节顺序上。

这是编写双向转换方法的一种可能方法：

short convert_short(short in)
{
 short out;
 char *p_in = (char *) ∈
 char *p_out = (char *) &out;
 p_out[0] = p_in[1];
 p_out[1] = p_in[0];  
 return out;
}

long convert_long(long in)
{
 long out;
 char *p_in = (char *) ∈
 char *p_out = (char *) &out;
 p_out[0] = p_in[3];
 p_out[1] = p_in[2];
 p_out[2] = p_in[1];
 p_out[3] = p_in[0];  
 return out;
} 

这对您来说可能是一个很好的资源（维基百科除外）：http://betterexplained.com/articles/understanding-big-and-little-endian-byte-order/