用RSA加密實現Web登陸密碼加密傳輸

時間 2019-12-01

原文原文鏈接

一般咱們作一個Web應用程序的時候都須要登陸，登陸就要輸入用戶名和登陸密碼，而且，用戶名和登陸密碼都是明文傳輸的，這樣就有可能在中途被別人攔截，尤爲是在網吧等場合。javascript

這裏順帶一個小插曲，我之前有家公司，辦公室裝修時候安排的網口相對較少，不太夠用，因而我和另一個同事使用了一個hub來共享一個網口，這就致使了頗有趣的現象：任何他的網絡包我都能抓獲得，固然了，個人他也能抓獲得。這是否是有很大的安全隱患了？我有可能在不經意間會泄漏本身的密碼。html

因此，不少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，固然了，你也能夠本身造一張證書，但這樣別人訪問你的網站的時候仍是會遇到麻煩，由於你本身造的證書不在用戶瀏覽器的信任範圍以內，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，不少用戶並不知道如何操做，就算會操做，也能也不樂意幹；另外一種選擇是你向權威證書頒發機構申請一張證書，但這樣有必定的門檻，還須要付費，也不是咱們樂意乾的事。java

因此，我打算本身實現一個密碼加密傳輸方法。jquery

這裏使用了RSA非對稱加密算法，對稱加密也許你們都已經很熟悉，也就是加密和解密用的都是一樣的密鑰，沒有密鑰，就沒法解密，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：你使用個人公鑰加密，我使用個人私鑰來解密；若是你不使用個人公鑰加密，那我沒法解密；若是我沒有私鑰，我也無法解密。git

我設計的這個登陸密碼加密傳輸方法的原理圖以下：算法

首先，先演練一下非對稱加密：數據庫

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);
}

你們能夠清楚看到，密碼被加密成128字節長度的密文，爲何是固定128字節呢？這是由於咱們的RSACryptoServiceProvider默認生成的key的長度是1024，即1024位的加密，因此無論你要加密的密碼有多長，它生成的密文的長度確定是128字節，也由於這樣，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，要提升可加密的明文的長度限制，就得增長key的長度，好比把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……仍是太少啊！並且這樣會帶來加密速度的顯著降低，RSA原本就很慢……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，即使是200個字符，又能傳輸什麼東西呢？——密碼！這個就夠了，傳輸完密碼以後，咱們就使用對稱加密，因此，RSA每每是用來「協商」一個對稱加密的key的。瀏覽器

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，對我來講真像天書通常，每次我一看就頭大，這個工做是沒辦法本身作的了，只能到網上找，那是至關的費力啊，找到許多js的RSA實現，但都和.net的這套東西不兼容，最後仍是功夫不負有心人，終於找到了一套。很少說，上代碼：安全

<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>
        <div>
            <input id="txtUserName" name="txtUserName" value="<%=postbackUserName%>" type="text" maxlength="16" />
        </div>
        <div>
            Password:
        </div>
        <div>
            <input id="txtPassword" type="password" maxlength="16" />
        </div>
        <div>
            <input id="btnLogin" type="button" value="Login" onclick="return cmdEncrypt()" />
        </div>
    </div>
    <div>
        <input type="hidden" name="encrypted_pwd" id="encrypted_pwd" />
    </div>
    </form>
    <div>
        <%=LoginResult%>
    </div>
</body>
</html>

這是客戶端代碼，你們能夠看到，基本沒有什麼服務器端代碼，<%=postbackUserName%>用於回顯輸入的用戶名，<%=LoginResult%>用於顯示登陸結果，<%=strPublicKeyExponent%>和<%=strPublicKeyModulus%>則用來告訴客戶端RSA公鑰。須要的javascript文件說明：服務器

jQuery.md5.js - 用於對密碼進行兩次md5加密；（我一般在數據庫中保存的用戶密碼是兩次MD5後的結果）
BigInt.js - 用於生成一個大整型；（這是RSA算法的須要）
RSA.js - RSA的主要算法；
Barrett.js - RSA算法所須要用到的一個支持文件；

對於密碼學，我幾乎一無所知，因此沒辦法跟你們解釋清楚RSA算法的原理，抱歉，我只知道怎麼用。關於javascript中這行代碼：「setMaxDigits(129);」具體表示什麼我也不清楚，我只知道，把參數改成小於129的數以後會致使客戶端的javascript執行進入死循環。服務器端代碼也很簡單：

protected void Page_Load(object sender, EventArgs e)
{
    LoginResult = "";
    RSACryptoServiceProvider rsa = new RSACryptoServiceProvider();
    if (string.Compare(Request.RequestType, "get", true)==0)
    {
        //將私鑰存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 = "登陸成功";
        else
            LoginResult = "登陸失敗";
    }

    //把公鑰適當轉換，準備發往客戶端
    RSAParameters parameter = rsa.ExportParameters(true);
    strPublicKeyExponent = BytesToHexString(parameter.Exponent);
    strPublicKeyModulus = BytesToHexString(parameter.Modulus);
}

用戶名「user1」
密碼「123456」

登陸成功！

抓取http報文看看POST的「密碼」：

這樣的「密碼」的破解就成爲了理論上的可行了。:)

下面提供完整代碼下載（使用VS2010開發環境）：

http://files.cnblogs.com/guogangj/RSALoginTest.zip