如何在 C# 中使用 BouncyCastle 的 Diffie-Hellman？

Question

我正在编写一个可以在 phone 和 Windows PC 之间交换数据的应用程序，我想保护使用 Diffie-Hellman 交换生成的密钥发送的数据。

我正尝试为此使用 BouncyCastle，但几乎不存在的 C# 实现文档让我感到困惑。

我想知道的是：收到对方密钥后，生成DH密钥并计算共享密钥的流程是怎样的？（我假设我可以将我的密钥作为字符串发送，并且我可以将另一方的密钥作为字符串使用。）我在 C# 中使用什么 objects/methods？

Answer 1

好吧，经过大量的尝试，我成功了。发布答案以防其他人需要它。

我假设 reader (1) 知道 Diffie-Hellman 是什么以及它的用途（阅读 here 了解详细信息）和 (2) 已经将 Bouncycastle 导入到 .NET通过 NuGet 项目。

您需要的进口商品：

using Org.BouncyCastle.Crypto;
using Org.BouncyCastle.Crypto.Generators;
using Org.BouncyCastle.Crypto.Parameters;
using Org.BouncyCastle.Security;

如何生成g和p：

public DHParameters GenerateParameters()
{
    var generator = new DHParametersGenerator();
    generator.Init(BitSize, DefaultPrimeProbability, new SecureRandom());
    return generator.GenerateParameters();
}

想要将 g 和 p 作为字符串获取吗？

public string GetG(DHParameters parameters)
    {
        return parameters.G.ToString();
    }

public string GetP(DHParameters parameters)
    {
        return parameters.P.ToString();
    }

如何生成a和A：

public AsymmetricCipherKeyPair GenerateKeys(DHParameters parameters)
    {
    var keyGen = GeneratorUtilities.GetKeyPairGenerator("DH");
    var kgp = new DHKeyGenerationParameters(new SecureRandom(), parameters);
    keyGen.Init(kgp);
    return keyGen.GenerateKeyPair();
}

想将 a 和 A 作为字符串读取吗？

// This returns A
public string GetPublicKey(AsymmetricCipherKeyPair keyPair)
{
    var dhPublicKeyParameters = _generatedKey.Public as DHPublicKeyParameters;
    if (dhPublicKeyParameters != null)
    {
        return dhPublicKeyParameters.Y.ToString();
    }
    throw new NullReferenceException("The key pair provided is not a valid DH keypair.");
}

// This returns a
public string GetPrivateKey(AsymmetricCipherKeyPair keyPair)
{
    var dhPrivateKeyParameters = _generatedKey.Private as DHPrivateKeyParameters;
    if (dhPrivateKeyParameters != null)
    {
        return dhPrivateKeyParameters.X.ToString();
    }
    throw new NullReferenceException("The key pair provided is not a valid DH keypair.");
}

要从字符串中导入参数，只需执行以下操作：

var importedParameters = new DHParameters(p, g);

要生成 b 和 B 只需使用 GenerateKeys() 和 importedParameters 而不是生成的 parameters.

假设您生成了 b 和 B，并且已经得到了 p、g 和 A。要计算共享密钥：

public BigInteger ComputeSharedSecret(string A, AsymmetricKeyParameter bPrivateKey, DHParameters internalParameters)
{
    var importedKey = new DHPublicKeyParameters(new BigInteger(A), internalParameters);
    var internalKeyAgree = AgreementUtilities.GetBasicAgreement("DH");
    internalKeyAgree.Init(bPrivateKey);
    return internalKeyAgree.CalculateAgreement(importedKey);
}

对 A 重复，现在您拥有 2 个客户端之间的共享密钥，准备用于加密通信。

希望这有用。

Answer 2

基于 PEM 文件格式的 Diffie-Hellman 密钥协议的实现 BouncyCastle.Diffie-hellman

Example
// Public Key Alice
var pubAlice = @"-----BEGIN PUBLIC KEY-----
MFkwEwYHKoZIzj0CAQYIKoZIzj0DAQcDQgAEOkLo3q6MN3XS5xlY3OowqMkvPrYz
j4hLVJ2Wkuob3KQb1QidaAQsJ6Azy0yTuBanL4iy+dewA3YjejBMZEoh6w==
-----END PUBLIC KEY-----
";
// EC-Private Key Alice
var priAlice = @"-----BEGIN EC PRIVATE KEY-----
MHcCAQEEIC9LMxwIwKThjtaUAJbJBCU0vFa+H8G98p/Z9JLYmEehoAoGCCqGSM49
AwEHoUQDQgAEOkLo3q6MN3XS5xlY3OowqMkvPrYzj4hLVJ2Wkuob3KQb1QidaAQs
J6Azy0yTuBanL4iy+dewA3YjejBMZEoh6w==
-----END EC PRIVATE KEY-----
";

// Public Key Bob
var pubBob = @"-----BEGIN PUBLIC KEY-----
MFkwEwYHKoZIzj0CAQYIKoZIzj0DAQcDQgAEnDMGlBFH7jbHHAYgdPR7247xqzRF
Y1HFy4HfejSgUKBxgj6biZUwSbNKuino7ObZnqrnJayWJZ7f4Eb6XuT6yQ==
-----END PUBLIC KEY-----
";

// EC-Private Key Bob
var priBob = @"-----BEGIN EC PRIVATE KEY-----
MHcCAQEEIGqA4f7o5oBF5FgEQtNmz6fWKg/OcPPUORMX3uRc7sduoAoGCCqGSM49
AwEHoUQDQgAEnDMGlBFH7jbHHAYgdPR7247xqzRFY1HFy4HfejSgUKBxgj6biZUw
SbNKuino7ObZnqrnJayWJZ7f4Eb6XuT6yQ==
-----END EC PRIVATE KEY-----
";

var secretAlice = DiffieHellmanKeyAgreementUtil.GetPairKey(priAlice, pubBob);
var secretBob = DiffieHellmanKeyAgreementUtil.GetPairKey(priBob, pubAlice);

Console.WriteLine($"secretAlice: {secretAlice}");
Console.WriteLine($"secretBob: {secretBob}");

输出秘密爱丽丝：RGZcMLnsXJqbQ/JGIIl61l/XpIgSL43Ync+16YKyMuQ= secretBob: RGZcMLnsXJqbQ/JGIIl61l/XpIgSL43Ync+16YKyMuQ=

如何在 C# 中使用 BouncyCastle 的 Diffie-Hellman？

How to use BouncyCastle's Diffie-Hellman in C#?

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