用RSA加密实现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。

这里顺带一个小插曲，我以前有家公司，办公室装修时候安排的网口相对较少，不太够用，于是我和另外一个同事使用了一个hub来共享一个网口，这就导致了很有趣的现象：任何他的网络包我都能抓得到，当然了，我的他也能抓得到。这是不是有很大的安全隐患了？我有可能在不经意间会泄漏自己的密码。

所以，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，我打算自己实现一个密码加密传输方法。

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。

我设计的这个登录密码加密传输方法的原理图如下：

这里写图片描述

首先，先演练一下非对称加密：

static void Main(string[] args){    //用于字符串和byte[]之间的互转    UTF8Encoding utf8encoder = new UTF8Encoding();    //产生一对公钥私钥    RSACryptoServiceProvider rsaKeyGenerator = new RSACryptoServiceProvider(1024);    string publickey = rsaKeyGenerator.ToXmlString(false);    string privatekey = rsaKeyGenerator.ToXmlString(true);    //使用公钥加密密码    RSACryptoServiceProvider rsaToEncrypt = new RSACryptoServiceProvider();    rsaToEncrypt.FromXmlString(publickey);    string strPassword = "@123#abc$";    Console.WriteLine("The original password is: {0}", strPassword);    byte[] byEncrypted = rsaToEncrypt.Encrypt(utf8encoder.GetBytes(strPassword), false);    Console.Write("Encoded bytes: ");    foreach (Byte b in byEncrypted)    {        Console.Write("{0}", b.ToString("X"));    }    Console.Write("\n");    Console.WriteLine("The encrypted code length is: {0}", byEncrypted.Length);    //解密    RSACryptoServiceProvider rsaToDecrypt = new RSACryptoServiceProvider();    rsaToDecrypt.FromXmlString(privatekey);    byte[] byDecrypted = rsaToDecrypt.Decrypt(byEncrypted, false);    string strDecryptedPwd = utf8encoder.GetString(byDecrypted);    Console.WriteLine("Decrypted Password is: {0}", strDecryptedPwd);}

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。密码学，对我来说真像天书一般，每次我一看就头大，这个工作是没办法自己做的了，只能到网上找，那是相当的费力啊，找到许多js的RSA实现，但都和.net的这套东西不兼容，最后还是功夫不负有心人，终于找到了一套。不多说，上代码：

    RSA Login Test                            
       
            
     
                  User Name:        
     
        
                 
              
     
        
     
                  Password:        
     
        
                 
              
     
        
                 
              
     
    
    
    
            
         
    
    
   
    
   
            <%=LoginResult%>

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；

对于密码学，我几乎一无所知，所以没办法跟大家解释清楚RSA算法的原理，抱歉，我只知道怎么用。关于javascript中这行代码：“setMaxDigits(129);”具体表示什么我也不清楚，我只知道，把参数改为小于129的数之后会导致客户端的javascript执行进入死循环。服务器端代码也很简单：

protected void Page_Load(object sender, EventArgs e){    LoginResult = "";    RSACryptoServiceProvider rsa = new RSACryptoServiceProvider();    if (string.Compare(Request.RequestType, "get", true)==0)    {        //将私钥存Session中        Session["private_key"] = rsa.ToXmlString(true);    }    else    {        bool bLoginSucceed = false;        try        {            string strUserName = Request.Form["txtUserName"];            postbackUserName = strUserName;            string strPwdToDecrypt = Request.Form["encrypted_pwd"];            rsa.FromXmlString((string)Session["private_key"]);            byte[] result = rsa.Decrypt(HexStringToBytes(strPwdToDecrypt), false);            System.Text.ASCIIEncoding enc = new ASCIIEncoding();            string strPwdMD5 = enc.GetString(result);            if (string.Compare(strUserName, "user1", true)==0 && string.Compare(strPwdMD5, "14e1b600b1fd579f47433b88e8d85291", true)==0)                bLoginSucceed = true;        }        catch (Exception)        {        }        if (bLoginSucceed)            LoginResult = "登录成功";        else            LoginResult = "登录失败";    }    //把公钥适当转换，准备发往客户端    RSAParameters parameter = rsa.ExportParameters(true);    strPublicKeyExponent = BytesToHexString(parameter.Exponent);    strPublicKeyModulus = BytesToHexString(parameter.Modulus);}

用户名“user1”

密码“123456”

登录成功！

抓取http报文看看POST的“密码”：

这里写图片描述

这样的“密码”的破解就成为了理论上的可行了。:)

下面提供完整代码下载（使用VS2010开发环境）：

转载地址：http://lfuci.baihongyu.com/

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