现代密码学第五次实验:RSA签名

前言

为了帮助同学们完成痛苦的实验课程设计,本作者将其作出的实验结果及代码贴至CSDN中,供同学们学习参考。如有不足或描述不完善之处,敬请各位指出,欢迎各位的斧正!

一、实验目的

1、掌握RSA签名的工作原理。
2、熟悉.NET Framework 4 数字签名编程

二、实验环境

Microsoft Visual Studio 2019

三、实验内容及步骤

1.编程实现找素数的算法。
2.编程实现找RSA参数的计算程序。
3.编写一个RSA算法;
4.对2个字符加、解密,改变最低1位明文观察并记录RSA的输出。
5.对2个字符加、解密,改变最高1位明文观察并记录RSA的输出。
6.使用VS平台,以framework为基础,编写RSA加解密程序,观测密钥容器、密钥的产生、导出和导入

四、实验基本方法

1.用C#编写文件的RSA签名计算;
2.用RSA签名进行文件完整性校验;

五、实验及实验结果分析

1.分析程序关键原代码。
2.分析用RSA签名进行文件完整性校验。

六、实验程序清单

源代码修改如下:

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.ComponentModel;
using System.Data;
using System.Drawing;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Windows.Forms;
using System.Security.Cryptography;
using System.IO;


namespace SecTest
{
    
    
    public partial class RSASV : Form
    {
    
    
        public string str1;
        public string MFileNamestr1;
        public static string ToHexString(byte[] bytes)       // 0xae00cf => "AE00CF "
        {
    
    
            string hexString = string.Empty;
            if (bytes != null)
            {
    
    
                StringBuilder strB = new StringBuilder();
                for (int i = 0; i < bytes.Length; i++)
                {
    
    
                    strB.Append(bytes[i].ToString("X2"));
                }
                hexString = strB.ToString();
            }
            return hexString;
        }

        public RSASV()
        {
    
    
            InitializeComponent();
        }

        private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
        {
    
    
            var cspPas = new CspParameters();
            cspPas.KeyContainerName = "rsa_key";
            RSACryptoServiceProvider RSA1 = new RSACryptoServiceProvider(cspPas);
            RSA1.PersistKeyInCsp = false;
            RSA1.Clear();
            RSACryptoServiceProvider RSA = new RSACryptoServiceProvider(cspPas);
            string str_Public_Key;
            string str_Private_Key;
            str_Public_Key = "";
            str_Private_Key = "";
            str_Public_Key = Convert.ToBase64String(RSA.ExportCspBlob(false));
            str_Private_Key = Convert.ToBase64String(RSA.ExportCspBlob(true));
            textBox1.Text = str_Public_Key;
            textBox2.Text = str_Private_Key;
            FileStream fs1 = new FileStream("E:\\学习\\学习\\密码学\\密码学实验\\第五次\\SecVer\\RsaKey1.dat", FileMode.Create, FileAccess.Write);
            string key = RSA.ToXmlString(false);
            fs1.Write(Encoding.UTF8.GetBytes(key), 0, key.Length);
            fs1.Close();
            fs1.Dispose();

        }

        private void button2_Click(object sender, EventArgs e)
        {
    
    
            var cspPas = new CspParameters();
            cspPas.KeyContainerName = "rsa_key";
            RSACryptoServiceProvider RSA1 = new RSACryptoServiceProvider(cspPas);
            string str_Public_Key;
            string str_Private_Key;
            str_Public_Key = "";
            str_Private_Key = "";
            str_Public_Key = Convert.ToBase64String(RSA1.ExportCspBlob(false));
            str_Private_Key = Convert.ToBase64String(RSA1.ExportCspBlob(true));
            textBox1.Text = str_Public_Key;
            textBox2.Text = str_Private_Key;

        }

        private void button3_Click(object sender, EventArgs e)
        {
    
    
            var cspPas = new CspParameters();
            cspPas.KeyContainerName = "rsa_key";
            RSACryptoServiceProvider RSA1 = new RSACryptoServiceProvider(cspPas);
            SHA1 sh = new SHA1CryptoServiceProvider();
            if (textBox3.Text == "") 
                return;

            FileStream fin = new FileStream(textBox3.Text, FileMode.Open, FileAccess.Read);
            byte[] Data = new byte[fin.Length];
            try
            {
    
    
                fin.Read(Data, 0, Data.Length);
                fin.Seek(0, SeekOrigin.Begin);
            }
            catch
            {
    
    

            }
            finally
            {
    
    
                if (fin != null)
                    fin.Close();
            }

            byte[] signData = RSA1.SignData(Data, sh);
            textBox4.Text =Convert.ToBase64String(signData);

        }

        private void button4_Click(object sender, EventArgs e)
        {
    
    
            OpenFileDialog openFileDialog = new OpenFileDialog();
            if (openFileDialog.ShowDialog() == DialogResult.OK)
            {
    
    
                textBox3.Text = openFileDialog.FileName;
                MFileNamestr1 = textBox3.Text;
            }

        }

        private void button5_Click(object sender, EventArgs e)
        {
    
    
            bool result;
            FileStream fin = new FileStream(textBox3.Text, FileMode.Open, FileAccess.Read);
            byte[] Data = new byte[fin.Length];
            try
            {
    
    
                fin.Read(Data, 0, Data.Length);
                fin.Seek(0, SeekOrigin.Begin);
            }
            catch
            {
    
    
            }
            finally
            {
    
    
                if (fin != null)
                    fin.Close();
            }
            FileStream fkeyin = new FileStream("E:\\学习\\学习\\密码学\\密码学实验\\第五次\\SecVer\\RsaKey1.dat", FileMode.Open, FileAccess.Read);
            long keyL=fkeyin.Length;
            byte[] key_buf = new byte[keyL];
            fkeyin.Read(key_buf, 0, (int)keyL);
            string strPublicKey;
            strPublicKey = System.Text.Encoding.Default.GetString(key_buf); 
            RSACryptoServiceProvider RSA1 = new RSACryptoServiceProvider();
            RSA1.FromXmlString(strPublicKey);

            byte[] data = Convert.FromBase64String(textBox4.Text);
            SHA1 sh = new SHA1CryptoServiceProvider();
            result = RSA1.VerifyData(Data, sh, data);
            if (result)
                textBox5.Text = "验证通过。";
            else
                textBox5.Text = "验证失败。";
        }
    }
}

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七、实验结果

生成并保存密钥:
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更新密钥
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读取并显示密钥
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