Rsa加密算法应用于web登录密码加密传输

通常我们做一个Web应用程序的时候都需要登录，登录就要输入用户名和登录密码，并且，用户名和登录密码都是明文传输的，这样就有可能在中途被别人拦截，尤其是在网吧等场合。

很多安全要求较高的网站都不会明文传输密码，它们会使用https来确保传输过程的安全，https是用证书来实现的，证书来自于证书颁发机构，当然了，你也可以自己造一张证书，但这样别人访问你的网站的时候还是会遇到麻烦，因为你自己造的证书不在用户浏览器的信任范围之内，你还得在用户浏览器上安装你的证书，来让用户浏览器相信你的网站，很多用户并不知道如何操作，就算会操作，也能也不乐意干；另一种选择是你向权威证书颁发机构申请一张证书，但这样有一定的门槛，还需要付费，也不是我们乐意干的事。

所以，我们可以用密码加密传输方法。

这里使用了RSA非对称加密算法，对称加密也许大家都已经很熟悉，也就是加密和解密用的都是同样的密钥，没有密钥，就无法解密，这是对称加密。而非对称加密算法中，加密所用的密钥和解密所用的密钥是不相同的：你使用我的公钥加密，我使用我的私钥来解密；如果你不使用我的公钥加密，那我无法解密；如果我没有私钥，我也没法解密。

这个登录密码加密传输方法的原理图如下：

Rsa加密算法应用于web登录密码加密传输

首先，先演练一下非对称加密：

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1. static void Main(string[] args)
2. {
3. //用于字符串和byte[]之间的互转
4. UTF8Encoding utf8encoder = new UTF8Encoding();
5.
6. //产生一对公钥私钥
7. RSACryptoServiceProvider rsaKeyGenerator = new RSACryptoServiceProvider(1024);
8. string publickey = rsaKeyGenerator.ToXmlString(false);
9. string privatekey = rsaKeyGenerator.ToXmlString(true);
10.
11. //使用公钥加密密码
12. RSACryptoServiceProvider rsaToEncrypt = new RSACryptoServiceProvider();
13. rsaToEncrypt.FromXmlString(publickey);
14. string strPassword = "@123#abc$";
15. Console.WriteLine("The original password is: {0}", strPassword);
16. byte[] byEncrypted = rsaToEncrypt.Encrypt(utf8encoder.GetBytes(strPassword), false);
17. Console.Write("Encoded bytes: ");
18. foreach (Byte b in byEncrypted)
19. {
20. Console.Write("{0}", b.ToString("X"));
21. }
22. Console.Write("\n");
23. Console.WriteLine("The encrypted code length is: {0}", byEncrypted.Length);
24.
25. //解密
26. RSACryptoServiceProvider rsaToDecrypt = new RSACryptoServiceProvider();
27. rsaToDecrypt.FromXmlString(privatekey);
28. byte[] byDecrypted = rsaToDecrypt.Decrypt(byEncrypted, false);
29. string strDecryptedPwd = utf8encoder.GetString(byDecrypted);
30. Console.WriteLine("Decrypted Password is: {0}", strDecryptedPwd);
31. }

大家可以清楚看到，密码被加密成128字节长度的密文，为什么是固定128字节呢？这是因为我们的RSACryptoServiceProvider默认生成的key的长度是1024，即1024位的加密，所以不管你要加密的密码有多长，它生成的密文的长度肯定是128字节，也因为这样，密码的长度是有限制的，1024位的RSA算法，只能加密大约100个字节长度的明文，要提高可加密的明文的长度限制，就得增加key的长度，比如把key改到2048位，这样能加密的明文的长度限制也就变为大概200出头这样……还是太少啊！而且这样会带来加密速度的显著下降，RSA本来就很慢……是的，比同没有长度限制的对称加密，这种非对称加密的限制可真多，即便是200个字符，又能传输什么东西呢？——密码！这个就够了，传输完密码之后，我们就使用对称加密，所以，RSA往往是用来“协商”一个对称加密的key的。

接下去，真正的难点在于用JavaScript实现一个和.net的RSA兼容的算法。代码：

1.
2. <html xmlns="http://www.w3.org/1999/xhtml">
3. <head runat="server">
4. <title>RSA Login Test</title>
5. <script src="Scripts/jquery-1.4.1.js" type="text/javascript"></script>
6. <script src="Scripts/jQuery.md5.js" type="text/javascript" ></script>
7. <script src="Scripts/BigInt.js" type="text/javascript"></script>
8. <script src="Scripts/RSA.js" type="text/javascript"></script>
9. <script src="Scripts/Barrett.js" type="text/javascript"></script>
10. <script type="text/javascript">
11. function cmdEncrypt() {
12. setMaxDigits(129);
13. var key = new RSAKeyPair("<%=strPublicKeyExponent%>", "", "<%=strPublicKeyModulus%>");
14. var pwdMD5Twice = $.md5($.md5($("#txtPassword").attr("value")));
15. var pwdRtn = encryptedString(key, pwdMD5Twice);
16. $("#encrypted_pwd").attr("value", pwdRtn);
17. $("#formLogin").submit();
18. return;
19. }
20. </script>
21.
22. </head>
23. <body>
24. <form action="Default.aspx" id="formLogin" method="post">
25. <div>
26. <div>
27. User Name:
28. </div>
29. <div>
30. <input id="txtUserName" name="txtUserName" value="<%=postbackUserName%>" type="text" maxlength="16" />
31. </div>
32. <div>
33. Password:
34. </div>
35. <div>
36. <input id="txtPassword" type="password" maxlength="16" />
37. </div>
38. <div>
39. <input id="btnLogin" type="button" value="Login" onclick="return cmdEncrypt()" />
40. </div>
41. </div>
42. <div>
43. <input type="hidden" name="encrypted_pwd" id="encrypted_pwd" />
44. </div>
45. </form>
46. <div>
47. <%=LoginResult%>
48. </div>
49. </body>
50. </html>

这是客户端代码，大家可以看到，基本没有什么服务器端代码，< %=postbackUserName%>用于回显输入的用户名，<%=LoginResult%>用于显示登录结果，< %=strPublicKeyExponent%>和<%=strPublicKeyModulus%>则用来告诉客户端RSA公钥。需要的javascript文件说明：

• jQuery.md5.js - 用于对密码进行两次md5加密；（我通常在数据库中保存的用户密码是两次MD5后的结果）
• BigInt.js - 用于生成一个大整型；（这是RSA算法的需要）
• RSA.js - RSA的主要算法；
• Barrett.js - RSA算法所需要用到的一个支持文件；
1. protected void Page_Load(object sender, EventArgs e)
2. {
3. LoginResult = "";
4. RSACryptoServiceProvider rsa = new RSACryptoServiceProvider();
5. if (string.Compare(Request.RequestType, "get", true)==0)
6. {
7. //将私钥存Session中
8. Session["private_key"] = rsa.ToXmlString(true);
9. }
10. else
11. {
12. bool bLoginSucceed = false;
13. try
14. {
15. string strUserName = Request.Form["txtUserName"];
16. postbackUserName = strUserName;
17. string strPwdToDecrypt = Request.Form["encrypted_pwd"];
18. rsa.FromXmlString((string)Session["private_key"]);
19. byte[] result = rsa.Decrypt(HexStringToBytes(strPwdToDecrypt), false);
20. System.Text.ASCIIEncoding enc = new ASCIIEncoding();
21. string strPwdMD5 = enc.GetString(result);
22. if (string.Compare(strUserName, "user1", true)==0 && string.Compare(strPwdMD5, "14e1b600b1fd579f47433b88e8d85291", true)==0)
23. bLoginSucceed = true;
24. }
25. catch (Exception)
26. {
27.
28. }
29. if (bLoginSucceed)
30. LoginResult = "登录成功";
31. else
32. LoginResult = "登录失败";
33. }
34.
35. //把公钥适当转换，准备发往客户端
36. RSAParameters parameter = rsa.ExportParameters(true);
37. strPublicKeyExponent = BytesToHexString(parameter.Exponent);
38. strPublicKeyModulus = BytesToHexString(parameter.Modulus);
39. }