Java 和 C# 应用程序之间的 RSA 加密

为什么在 C# 和 Java 中生成 512 位 RSA 密钥时，公钥字节的长度不同？

C#代码示例：

RSACryptoServiceProvider rsa = new RSACryptoServiceProvider(512);
XDocument xdocPub = XDocument.Parse(rsa.ToXmlString(false));
string publicKey = xdocPub.Element("RSAKeyValue").Element("Modulus").Value;

byte[] publicArray = Convert.FromBase64String(publicKey);
Console.WriteLine("Public Key Byte Array Length: " + publicArray.Length);
Console.WriteLine("Public Key Base64 Length: " + publicKey.Length);
Console.WriteLine("Public Key Text: " + publicKey);

结果：

Public Key Byte Array Length: 64
Public Key Base64 Length: 88
Public Key Text: uELcIjgR6GpiayZ1wHruHOtO8dpg+xmg85VAvunWUEL+aifoyk9+CA/dez4UmuIwLEgRlpVoIIOD0e5i9v8lrQ==

Java 代码示例：

final KeyPairGenerator keyGen = KeyPairGenerator.getInstance("RSA");
keyGen.initialize(new RSAKeyGenParameterSpec(512, RSAKeyGenParameterSpec.F4));
KeyPair pair = keyGen.genKeyPair();

final byte[] arrayPublic = ((RSAPublicKey) pair.getPublic()).getModulus().toByteArray();

System.out.println("Public Key [origin] lenght: " + arrayPublic.length);

String publicBase64 = Base64.getEncoder().encodeToString(arrayPublic);

System.out.println("Public Key [base64] lenght : " + publicBase64.length());
System.out.println("Public Key [base64]: " + publicBase64);

结果：

Public Key [origin] lenght: 65
Public Key [base64] lenght : 88
Public Key [base64]: ANuun1/CnOmk2ghsydz4cKvPCd7q0YqqeyjzLqtKx7QHqv1tFjJYsXquYGcY8zkaPsPBrRlCAJov7+J88GaFDKc=

我注意到在Java生成的key的字节数组中，key数组的开头有一个空字节。

最有趣的是，如果我从 C# 应用程序发送一个长度为 64 字节的密钥，那么在 Java 应用程序中，我会在以下代码中收到错误“指数大于模数”：

try
{
    final KeyFactory kfac = KeyFactory.getInstance("RSA");
    final BigInteger modulus = new BigInteger("здесь вставляется byte[] массив публичного ключа от C#");
    final RSAPublicKeySpec kspec1 = new RSAPublicKeySpec(modulus, RSAKeyGenParameterSpec.F4);

    RSAPublicKey publicKey = (RSAPublicKey) kfac.generatePublic(kspec1);
}
catch (GeneralSecurityException e)
{
    e.printStackTrace();
}

同时，如果我在将密钥从 C# 应用程序发送到 Java 应用程序之前在密钥的开头添加一个零字节，那么从 Java 应用程序端来看，加密初始化和发送数据的加密没有问题。但在这种情况下，我无法使用相同的加密实例对 C# 应用程序中的传入数据进行解码。我收到“错误数据”错误。

告诉我我做错了什么以及为什么键的长度不同？

UPD 1：添加了 Java 测试

PublicKey 取自 C# 中生成的第一个示例。

public class Test
{
    public static void main(String[] args)
    {
        final String base64key = "uELcIjgR6GpiayZ1wHruHOtO8dpg+xmg85VAvunWUEL+aifoyk9+CA/dez4UmuIwLEgRlpVoIIOD0e5i9v8lrQ==";

        try
        {
            byte[] publicKeyArray = Base64.getDecoder().decode(base64key);
            final KeyFactory kfac = KeyFactory.getInstance("RSA");
            final BigInteger modulus = new BigInteger(1, publicKeyArray);
            final RSAPublicKeySpec kspec1 = new RSAPublicKeySpec(modulus, RSAKeyGenParameterSpec.F4);

            RSAPublicKey publicKey = (RSAPublicKey) kfac.generatePublic(kspec1);

            byte[] array = publicKey.getModulus().toByteArray();

            System.out.println("Public Key [Array] lenght : " + array.length);

            String publicBase64 = Base64.getEncoder().encodeToString(array);

            System.out.println("Public Key [base64] lenght : " + publicBase64.length());
            System.out.println("Public Key [base64]: " + publicBase64);
        }
        catch (GeneralSecurityException e)
        {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

由于 RSAPublicKey 被初始化为 Java Base64，因此密钥与输入不匹配。虽然长度是65字节。但这仅适用于signum = 1.

Public Key [Array] lenght : 65
Public Key [base64] lenght : 88
Public Key [base64]: ALhC3CI4EehqYmsmdcB67hzrTvHaYPsZoPOVQL7p1lBC/mon6MpPfggP3Xs+FJriMCxIEZaVaCCDg9HuYvb/Ja0=

UPD 2：C# 生成 RSA 密钥的问题由Bouncy Castle库解决。该库有源代码，所以我只使用了 RSA 部分并在我的项目中实现了它。