Windows C# , BouncyCastle で 公開鍵暗号方式(RSA)にチャレンジ (1) 鍵生成

シリーズもの第1回
第2回: https://qiita.com/macchan/items/b50c5be3991b77d2b31f

1. はじめに

やってみた系自分用メモ。まずは公開鍵暗号方式について少し復習します。

役割と手順はこうです。

Bさん:平文を持っている
Aさん:文を受け取りたい

1.Aさんが公開鍵、秘密鍵ペアをつくる。
2.AさんがBさんに公開鍵を渡す。
3.Bさんが公開鍵で平文を暗号化、暗号文にする
4.BさんがAさんに暗号文を渡す。
5.Aさんは暗号文を秘密鍵で復号し、Bさんの平文を得る。

ここで以下のことから文の秘密が保たれる
・秘密鍵はAさんしか知らない
・公開鍵では暗号文を復号できない

秘密鍵も作っているので「公開鍵-秘密鍵暗号方式」と呼ぶべきだ、と思っているんですが、自分だけですかね?

2. なぜ BouncyCastleなのか

2-1. PEM形式対応

通信する相手がWindowsとは限らないので、「鍵のやりとりはPEM形式で行う」ことが業界標準になっているようです。鍵の生成だけなら標準で RSACryptoServiceProvider が使えますが、PEM形式への出力に対応していません(こうすればできる、というのがありましたら教えてください)。

2-2. そこそこレガシーなプラットフォームでも対応

.NET Framework 4.x 系でも何とかなります。これは(個人的に)大きなポイントです。

3. 秘密鍵、公開鍵の生成

3-1. 参考までに RSACryptoServiceProvider(xml形式)

sample.cs

using System;
using System.Security.Cryptography;

class Program
{
    static void Main()
    {
        // 2048ビットのRSA鍵を生成
        using (var rsa = new RSACryptoServiceProvider(2048))
        {
            // 公開鍵（XML形式）
            string publicKeyXml = rsa.ToXmlString(false);
            // 秘密鍵（XML形式）
            string privateKeyXml = rsa.ToXmlString(true);

            Console.WriteLine("公開鍵:");
            Console.WriteLine(publicKeyXml);
            Console.WriteLine();
            Console.WriteLine("秘密鍵:");
            Console.WriteLine(privateKeyXml);
        }
    }
}

3-2.BouncyCastle(PEM形式)

sample.cs

using System;
using System.IO;
using Org.BouncyCastle.Crypto;
using Org.BouncyCastle.Crypto.Generators;
using Org.BouncyCastle.Crypto.Parameters;
using Org.BouncyCastle.Security;
using Org.BouncyCastle.OpenSsl;

class Program
{
    static void Main()
    {
        // RSA鍵ペア生成（2048ビット）
        var keyGen = new RsaKeyPairGenerator();
        keyGen.Init(new KeyGenerationParameters(new SecureRandom(), 2048));
        AsymmetricCipherKeyPair keyPair = keyGen.GenerateKeyPair();

        // 公開鍵をPEM形式で保存
        using (var writer = new StringWriter())
        {
            var pemWriter = new PemWriter(writer);
            pemWriter.WriteObject(keyPair.Public);
            pemWriter.Writer.Flush();
            Console.WriteLine("公開鍵:");
            Console.WriteLine(writer.ToString());
        }

        // 秘密鍵をPEM形式で保存
        using (var writer = new StringWriter())
        {
            var pemWriter = new PemWriter(writer);
            pemWriter.WriteObject(keyPair.Private);
            pemWriter.Writer.Flush();
            Console.WriteLine("秘密鍵:");
            Console.WriteLine(writer.ToString());
        }
    }
}

4. 続く

鍵生成だけで疲れたのでまた次回。