CSP加密服务（一）

  （一）  加密服务提供程序

缩写为：CSP，全称为：Cryptographic Service Provider 即加密服务提供者。它是windows系统中提供的用于加密的软硬件组件。通过对微软的加密应用程序接口即CrytoAPI（或CAPI）的编程访问它来提供身份验证、编码和各种的加密、签名算法。

如下图：

 

应用程序不是直接与某个CSP通信。它会调用CAPI的函数，然后操作系统通过CrytoSPI（一个系统接口）筛选这些调用并且把这些调用传递到适合的CSP函数。然后CSP通过对参数的解析调用适当的CSP函数，最后向操作系统返回期盼值（加密操作是由特定的CSP来完成的）。

每个CSP是实现全部加密操作的独立模块。每个应用程序中至少需要一个CSP完成加密操作。对于使用多个CSP的情况下，在加密函数调用时需要指定CSP。当然基本加密服务是默认绑定到CAPI的。每一个CSP对CAPI提供不同的实现，例如某些实现了对硬件的支持。

CSP有多种类型，且数目在增加中，以下列举几种：

Microsoft Base Cryptographic Provider

Microsoft Strong Cryptographic Provider

Microsoft Enhanced Cryptographic Provider

Microsoft AES Cryptographic Provider

Microsoft DSS Cryptographic Provider

……

更多内容可见：http://msdn.microsoft.com/en-us/library/aa386983.aspx

 

CAPI的功能：向应用开发人员提供对基于windows的应用程序添加验证、编码和加密的能力。

CryptoSPI的功能：将CryptoAPI的调用传递给CSP，可以理解为使用CSP。

 

（二）  CryptoAPI

全称：（Microsoft）Cryptography Application Programming Interface即（微软）加密应用编程接口，也缩写为：CAPI。

CAPI提供一套安全相关的函数集合，用于加密、摘要、数字签名等。

（三）  密钥存储区

密钥可以保存在磁盘、内存或硬件密钥存储区中。

例如：可以以文件的形式保存在磁盘中或保存在密钥容器中；也可以保存在例如智能卡硬件的密钥存储区中。

（四）  公钥加密Windows密钥库

 Windows系统提供两种密钥存储类型（级别）：

用户级别：User key store

存储在特定用户的 Windows 用户配置文件中

 

计算机级别：machine key store

对于所有可以登录到计算机的用户都可用，而且可以使用 ACL 限制对加密密钥信息的访问权限

（五）  密钥容器

Key container。密钥容器是保存密钥的最小单位，包含了密钥和其它信息。

（六）  .net中的CSP

在.net中，以CryptoServiceProvider结尾的类是相应的 CSP 的托管代码包装类，即实现加密服务的提供者，名字空间：System.Security.Cryptography。

以TripleDESC私钥加密为例：

public   void  Test_7_TripleDES()
{
     string  strContent  =   " 123aaa " ;
     string  strKey  =   " qwuduII*6&*%^&(90)) " ; 

    TripleDESCryptoServiceProvider DES  =   new  TripleDESCryptoServiceProvider();

    MD5CryptoServiceProvider hashMD5  =   new  MD5CryptoServiceProvider(); 

    DES.Key  =  hashMD5.ComputeHash(Encoding.UTF8.GetBytes(strKey));

    DES.Mode  =  CipherMode.ECB; 

    ICryptoTransform DESEncrypt  =  DES.CreateEncryptor();

     byte [] Buffer  =  Encoding.UTF8.GetBytes(strContent);

     byte [] sipherbytes =  DESEncrypt.TransformFinalBlock(Buffer,  0 , Buffer.Length);

    Console.WriteLine(Encoding.UTF8.GetString(sipherbytes)); 

    ICryptoTransform DESdecrypt  =  DES.CreateDecryptor();

     byte [] plainbytes  =  DESdecrypt.TransformFinalBlock(sipherbytes,  0 , sipherbytes.Length);

    Console.WriteLine(Encoding.UTF8.GetString(plainbytes));
} 

 

（七）  .net中的CspParameters类

CspParameters类，名字空间为：System.Security.Cryptography，表示可从非托管CrytoAPI传递到内部使用加密服务提供程序CSP的托管加密类的参数，即向CSP传递执行加密操作的参数。

它的作用：

1 指定特定的CSP。

2 管理密钥容器

3 指定签名密钥或交换密钥

重要成员：

ProviderType：指定提供程序的类型（按数值）。如下表

ProviderName：指定提供程序的类型（按名字）。如下表

 

提供程序类型	数值
PROV_RSA_FULL	1
PROV_RSA_SIG	2
PROV_DSS	3
PROV_FORTEZZA	4
PROV_MS_EXCHANGE	5
PROV_SSL	6
PROV_RSA_SCHANNEL	12
PROV_DSS_DH	13
PROV_EC_ECDSA_SIG	14
PROV_EC_ECNRA_SIG	15
PROV_EC_ECDSA_FULL	16
PROV_EC_ECNRA_FULL	17
PROV_DH_SCHANNEL	18
PROV_SPYRUS_LYNKS	20
PROV_RNG	21
PROV_INTEL_SEC	22
PROV_REPLACE_OWF	23
PROV_RSA_AES	24

 

以PROV_RSA_FULL类型为例：

用途	算法支持
KeyExchange	RSA
Signature	RSA
Encryption	RC2 RC4
Hashing	MD5 SHA

 

更多内容可见：

http://msdn.microsoft.com/en-us/library/aa380244.aspx

 

KeyNumber：指定密钥用作签名密钥还是交换密钥。

交换密钥是一个不对称密钥对，用于加密会话密钥，以便可以安全地存储会话密钥并与其他用户交换会话密钥。通过Exchange值(1)指定交换密钥。与CAPI中使用的AT_KEYEXCHANGE 值对应。

签名密钥是不对称密钥对，用于对数字签名的消息或文件进行身份验证。通过Signature值(2)指定签名密钥。与CAPI中使用的AT_SIGNATURE 值对应。默认情况下，KeyNumber字段指定交换密钥。

对这个属性对应的有一个同名的枚举KeyNumber：

Exchange	一个交换密钥对，用于加密会话密钥以使它们可以安全存储并与其他用户交换。
Signature	一个签名密钥对，用于对数字签名的消息或文件进行身份验证。

 

KeyContainerName：密钥容器名。通过它可以管理密钥容器：创建、获取、释放。

 

示例：密钥容器创建

public   void  Test_9_keycontainer()
{ 
    Encoding _encoding = Encoding.UTF8;
     string  strPlaintext  =   " 这是abc123! " ;
     byte [] bPlaintext  =  _encoding.GetBytes(strPlaintext); 

     byte [] bEncrypt;
     byte [] bDecrypt; 

     // 创建容器
    CspParameters cspParams  =   new  CspParameters();
    cspParams.KeyContainerName  =   " selfkeys " ;
    cspParams.ProviderType  =   1 ; // PROV_RSA_FULL

     // 创建密钥对，并添加到容器中
    RSACryptoServiceProvider provider  =   new  RSACryptoServiceProvider(cspParams); 

     // 公钥加密
    RSACryptoServiceProvider _provider1  =   new  RSACryptoServiceProvider(cspParams);
    bEncrypt  =  _provider1.Encrypt(bPlaintext,  true );
    Console.WriteLine(_encoding.GetString(bEncrypt));
 

     // 私钥解密
    RSACryptoServiceProvider _provider2  =   new  RSACryptoServiceProvider(cspParams);
    bDecrypt  =  _provider2.Decrypt(bEncrypt,  true );
    Console.WriteLine(_encoding.GetString(bDecrypt));
}

 

 

未完待续……