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。
這里順帶一個小插曲，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，因為你自己造的證書不在用戶瀏覽器的信任范圍之內，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，也能也不樂意干；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，也不是我們樂意干的事。
所以，我打算自己實現一個密碼加密傳輸方法。
這里使用了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：
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，為什么是固定128字節呢？這是因為我們的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，也因為這樣，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為大概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，又能傳輸什么東西呢？——密碼！這個就夠了，傳輸完密碼之后，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，最后還是功夫不負有心人，終於找到了一套。不多說，上代碼：
<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，大家可以看到，基本沒有什么服務器端代碼，<%=postbackUserName%>用於回顯輸入的用戶名，<%=LoginResult%>用於顯示登錄結果，<%=strPublicKeyExponent%>和<%=strPublicKeyModulus%>則用來告訴客戶端RSA公鑰。需要的javascript文件說明：
- jQuery.md5.js - 用於對密碼進行兩次md5加密；（我通常在數據庫中保存的用戶密碼是兩次MD5后的結果）
- BigInt.js - 用於生成一個大整型；（這是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個支持文件；
對於密碼學，我幾乎一無所知，所以沒辦法跟大家解釋清楚RSA算法的原理，抱歉，我只知道怎么用。關於javascript中這行代碼：“setMaxDigits(129);”具體表示什么我也不清楚，我只知道，把參數改為小於129的數之后會導致客戶端的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 = "登錄成功";
else
LoginResult = "登錄失敗";
}
//把公鑰適當轉換，准備發往客戶端
RSAParameters parameter = rsa.ExportParameters(true);
strPublicKeyExponent = BytesToHexString(parameter.Exponent);
strPublicKeyModulus = BytesToHexString(parameter.Modulus);
}
用戶名“user1”
密碼“123456”
登錄成功！
抓取http報文看看POST的“密碼”：
這樣的“密碼”的破解就成為了理論上的可行了。:)
下面提供完整代碼下載（使用VS2010開發環境）：