用RSA加密實現Web登錄密碼加密傳輸

時間 2020-12-28

標籤 RSA 欄目系統安全简体版

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通常我們做一個Web應用程序的時候都需要登錄，登錄就要輸入用戶名和登錄密碼，並且，用戶名和登錄密碼都是明文傳輸的，這樣就有可能在中途被別人攔截，尤其是在網吧等場合。

這裏順帶一個小插曲，我以前有家公司，辦公室裝修時候安排的網口相對較少，不太夠用，於是我和另外一個同事使用了一個hub來共享一個網口，這就導致了很有趣的現象：任何他的網絡包我都能抓得到，當然了，我的他也能抓得到。這是不是有很大的安全隱患了？我有可能在不經意間會泄漏自己的密碼。

所以，很多安全要求較高的網站都不會明文傳輸密碼，它們會使用https來確保傳輸過程的安全，https是用證書來實現的，證書來自於證書頒發機構，當然了，你也可以自己造一張證書，但這樣別人訪問你的網站的時候還是會遇到麻煩，因爲你自己造的證書不在用戶瀏覽器的信任範圍之內，你還得在用戶瀏覽器上安裝你的證書，來讓用戶瀏覽器相信你的網站，很多用戶並不知道如何操作，就算會操作，也能也不樂意幹；另一種選擇是你向權威證書頒發機構申請一張證書，但這樣有一定的門檻，還需要付費，也不是我們樂意乾的事。

所以，我打算自己實現一個密碼加密傳輸方法。

這裏使用了RSA非對稱加密算法，對稱加密也許大家都已經很熟悉，也就是加密和解密用的都是同樣的密鑰，沒有密鑰，就無法解密，這是對稱加密。而非對稱加密算法中，加密所用的密鑰和解密所用的密鑰是不相同的：你使用我的公鑰加密，我使用我的私鑰來解密；如果你不使用我的公鑰加密，那我無法解密；如果我沒有私鑰，我也沒法解密。

我設計的這個登錄密碼加密傳輸方法的原理圖如下：

首先，先演練一下非對稱加密：

[csharp]view plain copy
static void Main(string[] args)  
{  
    //用於字符串和byte[]之間的互轉  
    UTF8Encoding utf8encoder = new UTF8Encoding();  
  
    //產生一對公鑰私鑰  
    RSACryptoServiceProvider rsaKeyGenerator = new RSACryptoServiceProvider(1024);  
    string publickey = rsaKeyGenerator.ToXmlString(false);  
    string privatekey = rsaKeyGenerator.ToXmlString(true);  
              
    //使用公鑰加密密碼  
    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，密碼被加密成128字節長度的密文，爲什麼是固定128字節呢？這是因爲我們的RSACryptoServiceProvider默認生成的key的長度是1024，即1024位的加密，所以不管你要加密的密碼有多長，它生成的密文的長度肯定是128字節，也因爲這樣，密碼的長度是有限制的，1024位的RSA算法，只能加密大約100個字節長度的明文，要提高可加密的明文的長度限制，就得增加key的長度，比如把key改到2048位，這樣能加密的明文的長度限制也就變爲大概200出頭這樣……還是太少啊！而且這樣會帶來加密速度的顯著下降，RSA本來就很慢……是的，比同沒有長度限制的對稱加密，這種非對稱加密的限制可真多，即便是200個字符，又能傳輸什麼東西呢？——密碼！這個就夠了，傳輸完密碼之後，我們就使用對稱加密，所以，RSA往往是用來「協商」一個對稱加密的key的。

接下去，真正的難點在於用javascript實現一個和.net的RSA兼容的算法。密碼學，對我來說真像天書一般，每次我一看就頭大，這個工作是沒辦法自己做的了，只能到網上找，那是相當的費力啊，找到許多js的RSA實現，但都和.net的這套東西不兼容，最後還是功夫不負有心人，終於找到了一套。不多說，上代碼：

[html]view plain copy
<html xmlns="http://www.w3.org/1999/xhtml">  
<head runat="server">  
    <title>RSA Login Test</title>  
    <script src="Scripts/jquery-1.4.1.js" type="text/javascript"></script>  
    <script src="Scripts/jQuery.md5.js" type="text/javascript" ></script>  
    <script src="Scripts/BigInt.js" type="text/javascript"></script>  
    <script src="Scripts/RSA.js" type="text/javascript"></script>  
    <script src="Scripts/Barrett.js" type="text/javascript"></script>  
    <script type="text/javascript">  
        function cmdEncrypt() {  
            setMaxDigits(129);  
            var key = new RSAKeyPair("<%=strPublicKeyExponent%>", "", "<%=strPublicKeyModulus%>");  
            var pwdMD5Twice = $.md5($.md5($("#txtPassword").attr("value")));  
            var pwdRtn = encryptedString(key, pwdMD5Twice);  
            $("#encrypted_pwd").attr("value", pwdRtn);  
            $("#formLogin").submit();  
            return;  
        }  
    </script>  
  
</head>  
<body>  
    <form action="Default.aspx" id="formLogin" method="post">  
    <div>  
        <div>  
            User Name:  
        </div>  
            User Name:  
        </div>  
        <div>  
            <input id="txtUserName" name="txtUserName" value="<%=postbackUserName%>" type="text" maxlength="16" />  
        </div>  
        <div>  
            Password:  
        </div>  
        <div>  
            <input id="txtPassword" type="password" maxlength="16" />