如何通过 RSA 生成唯一的公钥和私钥

Question

我正在构建一个自定义购物车，其中 CC 编号和到期日期将存储在数据库中直至处理（然后删除）。 我需要加密这些数据（显然）。

我想使用 RSACryptoServiceProvider 类。

这是我创建密钥的代码。

public static void AssignNewKey(){
    const int PROVIDER_RSA_FULL = 1;
    const string CONTAINER_NAME = "KeyContainer";
    CspParameters cspParams;
    cspParams = new CspParameters(PROVIDER_RSA_FULL);
    cspParams.KeyContainerName = CONTAINER_NAME;
    cspParams.Flags = CspProviderFlags.UseMachineKeyStore;
    cspParams.ProviderName = "Microsoft Strong Cryptographic Provider";
    rsa = new RSACryptoServiceProvider(cspParams);

    string publicPrivateKeyXML = rsa.ToXmlString(true);
    string publicOnlyKeyXML = rsa.ToXmlString(false);
    // do stuff with keys...
}

现在的计划是将私钥 xml 存储在连接到管理者钥匙链的 USB 驱动器上。

每当经理离开公司时，我希望能够生成新的公钥和私钥（并使用新的公钥重新加密所有当前存储的 CC 号码）。

我的问题是此代码生成的密钥始终相同。 我如何每次生成一组唯一的密钥？

更新。我的测试代码如下：
注意：这里的“privatekey”参数是原始私钥。 为了更改密钥，我需要验证私钥是否有效。

在 Default.aspx.cs 中

public void DownloadNewPrivateKey_Click(object sender, EventArgs e)
{
    StreamReader reader = new StreamReader(fileUpload.FileContent);
    string privateKey = reader.ReadToEnd();
    Response.Clear();
    Response.ContentType = "text/xml";
    Response.End();
    Response.Write(ChangeKeysAndReturnNewPrivateKey(privateKey));
}

在 Crytpography.cs 中：

public static privateKey;
public static publicKey;
public static RSACryptoServiceProvider rsa;

public static string ChangeKeysAndReturnNewPrivateKey(string _privatekey)
{

    string testData = "TestData";
    string testSalt = "salt";
    // encrypt the test data using the exisiting public key...
    string encryptedTestData = EncryptData(testData, testSalt);
    try
    {
        // try to decrypt the test data using the _privatekey provided by user...
        string decryptTestData = DecryptData(encryptedTestData, _privatekey, testSalt);
        // if the data is successfully decrypted assign new keys...
        if (decryptTestData == testData)
        {
            AssignNewKey();
            // "AssignNewKey()" should set "privateKey" to the newly created private key...
            return privateKey;
        }
        else
        {
            return string.Empty;
        }
    }
    catch (Exception ex)
    {
        return string.Empty;
    }
}
public static void AssignParameter(){
    const int PROVIDER_RSA_FULL = 1;
    const string CONTAINER_NAME = "KeyContainer";
    CspParameters cspParams;
    cspParams = new CspParameters(PROVIDER_RSA_FULL);
    cspParams.KeyContainerName = CONTAINER_NAME;
    cspParams.Flags = CspProviderFlags.UseMachineKeyStore;
    cspParams.ProviderName = "Microsoft Strong Cryptographic Provider";
    rsa = new RSACryptoServiceProvider(cspParams);
}
public static void AssignNewKey()
{
    AssignParameter();

    using (SqlConnection myConn = new SqlConnection(Utilities.ConnectionString))
    {
        SqlCommand myCmd = myConn.CreateCommand();

        string publicPrivateKeyXML = rsa.ToXmlString(true);
        privateKey = publicPrivateKeyXML; // sets the public variable privateKey to the new private key.

        string publicOnlyKeyXML = rsa.ToXmlString(false);
        publicKey = publicOnlyKeyXML; // sets the public variable publicKey to the new public key.

        myCmd.CommandText = "UPDATE Settings SET PublicKey = @PublicKey";
        myCmd.Parameters.AddWithValue("@PublicKey", publicOnlyKeyXML);
        myConn.Open();

        myComm.ExecuteScalar();
    }
}
public static string EncryptData(string data2Encrypt, string salt)
{
    AssignParameter();

    using (SqlConnection myConn = new SqlConnection(Utilities.ConnectionString))
    {
        SqlCommand myCmd = myConn.CreateCommand();

        myCmd.CommandText = "SELECT TOP 1 PublicKey FROM Settings";

        myConn.Open();

        using (SqlDataReader sdr = myCmd.ExecuteReader())
        {
            if (sdr.HasRows)
            {
                DataTable dt = new DataTable();
                dt.Load(sdr);
                rsa.FromXmlString(dt.Rows[0]["PublicKey"].ToString());
            }
        }
    }

    //read plaintext, encrypt it to ciphertext
    byte[] plainbytes = System.Text.Encoding.UTF8.GetBytes(data2Encrypt + salt);
    byte[] cipherbytes = rsa.Encrypt(plainbytes, false);
    return Convert.ToBase64String(cipherbytes);
}
public static string DecryptData(string data2Decrypt, string privatekey, string salt)
{
    AssignParameter();

    byte[] getpassword = Convert.FromBase64String(data2Decrypt);

    string publicPrivateKeyXML = privatekey;
    rsa.FromXmlString(publicPrivateKeyXML);

    //read ciphertext, decrypt it to plaintext
    byte[] plain = rsa.Decrypt(getpassword, false);
    string dataAndSalt = System.Text.Encoding.UTF8.GetString(plain);
    return dataAndSalt.Substring(0, dataAndSalt.Length - salt.Length);
}

Answer 1

当您使用这样的代码时：

using (var rsa = new RSACryptoServiceProvider(1024))
{
   // Do something with the key...
   // Encrypt, export, etc.
}

.NET（实际上是 Windows）将您的密钥永久存储在持久密钥容器中。
该容器由 .NET 随机生成，

这意味着：

1. 您出于保护数据、创建自定义 X.509 证书等目的而生成的任何随机 RSA/DSA 密钥可能已在您不知情的情况下在 Windows 中暴露文件系统。 有权访问您帐户的任何人都可以访问。

2. 您的磁盘正在慢慢充满数据。 通常不是一个大问题，但这取决于您的应用程序（例如，它可能每分钟生成数百个密钥）。

要解决这些问题：

using (var rsa = new RSACryptoServiceProvider(1024))
{
   try
   {
      // Do something with the key...
      // Encrypt, export, etc.
   }
   finally
   {
      rsa.PersistKeyInCsp = false;
   }
}

始终

Answer 2

RSACryptoServiceProvider(CspParameters) 构造函数创建一个密钥对，该密钥对存储在本地计算机上的密钥库中。 如果您已有指定名称的密钥对，它将使用现有的密钥对。

听起来您似乎对将密钥存储在计算机上不感兴趣。

因此，请使用 RSACryptoServiceProvider(Int32) 构造函数：

public static void AssignNewKey(){
    RSA rsa = new RSACryptoServiceProvider(2048); // Generate a new 2048 bit RSA key

    string publicPrivateKeyXML = rsa.ToXmlString(true);
    string publicOnlyKeyXML = rsa.ToXmlString(false);
    // do stuff with keys...
}

编辑：

或者尝试将 PersistKeyInCsp 设置为 false：

public static void AssignNewKey(){
    const int PROVIDER_RSA_FULL = 1;
    const string CONTAINER_NAME = "KeyContainer";
    CspParameters cspParams;
    cspParams = new CspParameters(PROVIDER_RSA_FULL);
    cspParams.KeyContainerName = CONTAINER_NAME;
    cspParams.Flags = CspProviderFlags.UseMachineKeyStore;
    cspParams.ProviderName = "Microsoft Strong Cryptographic Provider";
    rsa = new RSACryptoServiceProvider(cspParams);

    rsa.PersistKeyInCsp = false;

    string publicPrivateKeyXML = rsa.ToXmlString(true);
    string publicOnlyKeyXML = rsa.ToXmlString(false);
    // do stuff with keys...
}

Answer 3

我最终做的是每当我需要创建新密钥并将容器名称和公钥保存到数据库时，根据当前日期时间 (DateTime.Now.Ticks.ToString()) 创建一个新的 KeyContainer 名称。 另外，每当我创建新密钥时，我都会执行以下操作：

public static string ConvertToNewKey(string oldPrivateKey)
{

    // get the current container name from the database...

    rsa.PersistKeyInCsp = false;
    rsa.Clear();
    rsa = null;

    string privateKey = AssignNewKey(true); // create the new public key and container name and write them to the database...

       // re-encrypt existing data to use the new keys and write to database...

    return privateKey;
}
public static string AssignNewKey(bool ReturnPrivateKey){
     string containerName = DateTime.Now.Ticks.ToString();
     // create the new key...
     // saves container name and public key to database...
     // and returns Private Key XML.
}

在创建新密钥之前。