複習做UWP時涉及到的幾種加密簽名相關

傑克.陳發表於2018-05-05
加密
原文:複習做UWP時涉及到的幾種加密簽名相關

本人菜鳥一枚，大學裡憑興趣學了一點WP的皮毛，後來又幸運（或者不幸）的進了一家專注於Windows生態的公司做了一段時間的UWP。在部落格園寫點自己遇到的東西，作為分享，也作為自己的備忘，如果有錯誤的地方，或者可以提升B格的地方，希望園子裡的大神們不吝賜教。

初進公司時，公司要做支付相關的業務，需要和支付寶、優易付、愛貝等支付渠道對接，對新手的我來說，加密或者是簽名簡直難到死，學校裡哪用過這個，OMG，只能迎著頭皮找資料。

這裡我想請教大家一個問題，就是如何學習。例如當你遇到一個陌生的東西，你是如何查詢資料解決問題的？當我需要做加密的時候我的做法是開啟百度搜尋“WP 3des加密”，這樣找出來的結果基本都不能用。。。後來終於在部落格園看到了兩篇相關的部落格，我才知道原來要實現相關功能需要哪幾個類哪幾個方法，這個過程大概用了一週吧，效率超低。

解決我燃眉之急的兩篇部落格分別是：

王磊：http://www.cnblogs.com/webabcd/archive/2013/06/03/3114657.html

老周：http://www.cnblogs.com/tcjiaan/p/4303918.html

看了這兩篇部落格就知道該使用哪些類了，再接下來就相對簡單了。非常感謝兩位老師的分享和指導。

在RT應用中，涉及到加/解密的API都在以下幾個名稱空間裡：

1、Windows.Security.Cryptography

2、Windows.Security.Cryptography.Core

3、Windows.Security.Cryptography.DataProtection

接下來分享一下我在專案中做過的幾個加密/簽名，進行了一下簡單的封裝，還望大家指點

1.3des加密

    internal sealed class TripleDesEncryptHelper
    {

        //加/解密 第一步 
        //通過SymmetricKeyAlgorithmProvider的靜態方法OpenAlgorithm()得到一個SymmetricKeyAlgorithmProvider例項
        //該方法引數是要使用的加/解密演算法的名字
        internal static SymmetricKeyAlgorithmProvider syprd = SymmetricKeyAlgorithmProvider.OpenAlgorithm(SymmetricAlgorithmNames.TripleDesEcb);


        /// <summary>
        /// 加密函式
        /// </summary>
        /// <param name="data">需要加密的字串</param>
        /// <returns>返回加密後的結果</returns>
        public static string Encrypt(string data, string key)
        {
            string encryptedData = null;
            try
            {
                byte[] dataBytes = Encoding.UTF8.GetBytes(data);
                //這裡我自己寫了一個pkcs5對齊，不過後來有看到過C#pkcs5和pkcs7是一樣的說法，有待驗證
                byte[] pkcs5databytes = pkcs5(dataBytes);
                IBuffer databuffer = pkcs5databytes.AsBuffer();

                byte[] keyBytes = Convert.FromBase64String(key);
                IBuffer keybuffer = keyBytes.AsBuffer();
                //構造CryptographicKey
                CryptographicKey cryptographicKey = syprd.CreateSymmetricKey(keybuffer);
                //加密
                //Encrypt需要三個引數分別為加密使用的Key，需要加密的Data，以及向量IV
                //Des加密中Ecb模式和Cbc模式的區別就在於是否必須使用向量IV
                IBuffer cryptBuffer = CryptographicEngine.Encrypt(cryptographicKey, databuffer, null);      **************/
                byte[] enctyptedBytes = cryptBuffer.ToArray();
                //進行base64編碼
                encryptedData = Convert.ToBase64String(enctyptedBytes); 
            }
            catch (Exception ex)
            {
                DebugHelper.Log("TripleDesEncryptHelper.Encrypt", ex.Message);
            }
            return encryptedData.Trim();
        }

        /// <summary>
        /// 解密函式
        /// </summary>
        /// <param name="data">待解密的字串</param>
        /// <returns>解密後的資料</returns>
        public static string Decrypt(string data, string key)
        {
            string decryptedData = null;
            try
            {
                byte[] dataBytes = Convert.FromBase64String(data);
                IBuffer dataBuffer = dataBytes.AsBuffer();
                byte[] keyBytes = Convert.FromBase64String(key);
                IBuffer keybuffer = keyBytes.AsBuffer();
                CryptographicKey cryptographicKey = syprd.CreateSymmetricKey(keybuffer);
                IBuffer decryptedBuffer = CryptographicEngine.Decrypt(cryptographicKey, dataBuffer, null);
                decryptedData = CryptographicBuffer.ConvertBinaryToString(BinaryStringEncoding.Utf8, decryptedBuffer);
                //防止亂碼
                var result = System.Text.RegularExpressions.Regex.Match(decryptedData, "[a-zA-Z0-9]*");
                decryptedData = result.ToString();
            }
            catch (Exception ex)
            {
                DebugHelper.Log("TripleDesEncryptHelper.Decrypt", ex.Message);
            }
            return decryptedData;
        }




        /// <summary>
        /// 把資料進行pkcs5對齊
        /// </summary>
        /// <param name="databytes">待處理的資料</param>
        /// <returns></returns>
        private static byte[] pkcs5(byte[] databytes)
        {
            byte[] newBytes = null;

            int datalength = databytes.Length;
            int blocksize = (int)syprd.BlockLength;
            if (!(datalength % blocksize == 0))
            {
                int need = blocksize - (datalength % 8);
                newBytes = new byte[datalength + need];
                for (int i = 0; i < datalength; i++)
                {
                    newBytes[i] = databytes[i];
                }
                byte xx = 0x0;
                switch (need)
                {
                    case 1:
                        xx = 0x1;
                        break;
                    case 2:
                        xx = 0x2;
                        break;
                    case 3:
                        xx = 0x3;
                        break;
                    case 4:
                        xx = 0x4;
                        break;
                    case 5:
                        xx = 0x5;
                        break;
                    case 6:
                        xx = 0x6;
                        break;
                    case 7:
                        xx = 0x7;
                        break;
                }
                for (int i = 0; i < need; i++)
                {
                    newBytes[datalength + i] = xx;
                }
            }
            else
            {
                newBytes = new byte[datalength + 8];
                for (int i = 0; i < datalength; i++)
                {
                    newBytes[i] = databytes[i];
                }
                byte xx = 0x8;
                for (int i = 0; i < 8; i++)
                {
                    newBytes[datalength + i] = xx;
                }
            }
            return newBytes;
        }
}

View Code

2. Sha1簽名

根據愛貝的要求，需要先將資料進行sha1 hash，再將hash後的資料進行sha1簽名

internal sealed class Sha1SignHelper
    {
        /// <summary>
        /// 用sha1進行簽名
        /// </summary>
        /// <param name="data">需要簽名的資料</param>
        /// <param name="key">簽名私鑰</param>
        /// <returns></returns>
        internal static string Sha1Sign(string data, string key)
        {
            string signedData = null;
            IBuffer dataBuffer = Encoding.UTF8.GetBytes(data).AsBuffer();
            try
            {
                AsymmetricKeyAlgorithmProvider asymmetricAlgorithm = AsymmetricKeyAlgorithmProvider.OpenAlgorithm("RSASIGN_PKCS1_SHA1");
                //建立一個公鑰私鑰對
                CryptographicKey KeyPair = asymmetricAlgorithm.ImportKeyPair(CryptographicBuffer.DecodeFromBase64String(key), CryptographicPrivateKeyBlobType.Pkcs1RsaPrivateKey);
                //雜湊計算data
                HashAlgorithmProvider provider = HashAlgorithmProvider.OpenAlgorithm(Windows.Security.Cryptography.Core.HashAlgorithmNames.Sha1);
                IBuffer hashedData = provider.HashData(dataBuffer);
                //簽名
                IBuffer signedHashedBuffer = CryptographicEngine.SignHashedData(KeyPair, hashedData);
                signedData = CryptographicBuffer.EncodeToBase64String(signedHashedBuffer);
            }
            catch (Exception ex)
            {
                DebugHelper.Log("Sha1SignHelper.Sha1Sign", ex.Message);
            }
            return signedData;
        }

        internal static bool Sha1VerifySignature(string oldText, string signature, string publicKey)
        {
            bool dataCorrect = false;
            try
            {
                AsymmetricKeyAlgorithmProvider asymmetricAlgorithm = AsymmetricKeyAlgorithmProvider.OpenAlgorithm("RSASIGN_PKCS1_SHA1");
                //建立一個公鑰私鑰對
                IBuffer pubKeyBuffer = Convert.FromBase64String(publicKey).AsBuffer();
                CryptographicKey KeyPair = asymmetricAlgorithm.ImportPublicKey(CryptographicBuffer.DecodeFromBase64String(publicKey));
                // 驗證簽名（通過公鑰）
                IBuffer databuffer = CryptographicBuffer.ConvertStringToBinary(oldText, BinaryStringEncoding.Utf8); ;
                dataCorrect = CryptographicEngine.VerifySignature(KeyPair, databuffer, Convert.FromBase64String(signature).AsBuffer());
            }
            catch (Exception ex)
            {
                DebugHelper.Log("Sha1SignHelper.Sha1VerifySignature", ex.Message);
            }
            return dataCorrect;
        }
    }

View Code

對接過支付寶的大神們應該比較熟悉，支付寶與愛貝的區別就在於支付寶是先md5雜湊，再sha1簽名，可是我將

HashAlgorithmProvider provider = HashAlgorithmProvider.OpenAlgorithm(Windows.Security.Cryptography.Core.HashAlgorithmNames.Sha1);

改為

HashAlgorithmProvider provider = HashAlgorithmProvider.OpenAlgorithm(Windows.Security.Cryptography.Core.HashAlgorithmNames.Md5);

簽名後得到的資料卻始終與支付寶匹配不上，無奈只能在伺服器上完成這一環節，有知道問題所在的大神們可以指點一下。

以上就是我在做支付時用到過的加密/簽名演算法，自己封裝成了類以便使用。

做完這個專案後其實我對加密/簽名演算法本身還是一頭霧水，並不理解演算法的本質原理，只是完成了功能而已，所以過程中也遇到了幾個問題：

1.永遠sha1簽名的私鑰的格式 CryptographicKey KeyPair = asymmetricAlgorithm.ImportKeyPair(CryptographicBuffer.DecodeFromBase64String(key), CryptographicPrivateKeyBlobType.Pkcs1RsaPrivateKey)中CryptographicPrivateKeyBlobType.Pkcs1RsaPrivateKey和CryptographicPrivateKeyBlobType.Pkcs8RawPrivateKeyInfo的區別

2.pem格式金鑰和xml格式金鑰怎麼轉換

3.為什麼先md5雜湊再rsa簽名始終和支付寶對不上？

如果有理解深入的大神，希望可以指點一下。

第一次寫部落格，可能思路不清晰，望見諒！

 


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