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跟某間銀行介接用到的是OpenPGP的加密技術，這邊的坑比較少，不過之前研究發現C#在這方面的資料很少。
說明
OpenPGP 是一種非對稱加密技術，也就是利用一對鑰匙（兩把一對，同時產生）來完成加密與解密的過程。非對稱加密的運作原理是：使用一把鑰匙（稱為公鑰）來加密資料，而另一把鑰匙（稱為私鑰）則用於解密。也就是說，當你使用公鑰加密檔案後，只有持有對應私鑰的人才能正確解密並讀取內容。
此外，OpenPGP 的一大優點在於密鑰的產生與管理非常靈活。使用者可以自行生成這對密鑰，並將公鑰分享給任何需要與你安全通信的人，而無需依賴第三方機構來簽署或認證密鑰。這不僅增加了加密系統的自主性，也提升了整體的安全性，因為每個使用者都能獨立掌控自己的加密流程。
- 公鑰：加密檔案
- 私鑰：解密檔案
開發環境
- .Net 8
- Windows 11 專業版 23H2
- Visual Studio 2022
- LinqPad 8.5.5
產生一對RSA金鑰
Windows 下我推薦透過Kleopatra這個軟體產生，這個是Linux下KDE的一個軟體，但有Windows版
軟體下載位址gpg4win
裝好之後開啟
檔案>建立新的OpenPGP金鑰對
要填寫的主要是名字，還有Key的演算法要選銀行端支援的演算法，我這邊銀行可以接受RSA4096，也不需要效期。
建立中，這個大概等待15秒左右
建立完成
匯出金鑰
對著剛產生好的金鑰按右鍵
- 匯出 > 匯出公鑰
- 備份私鑰 > 匯出私鑰
儲存好了之後就能開始寫程式了
Nuget 裝第三方套件
請安裝Portable.BouncyCastle 1.9 版以上
Open PGP C# 程式碼-在記憶體中加密
程式分成幾個部分
- 讀取鑰匙並顯示
- 驗證鑰匙是否匹配
- 測試加密
- 測試解密
這邊全部過程都是在記憶體中進行，所以很適合Web API所使用。
using System;
using System.IO;
using System.Text;
using Org.BouncyCastle.Bcpg;
using Org.BouncyCastle.Bcpg.OpenPgp;
using Org.BouncyCastle.Security;
public class Program
{
/// <summary>公鑰路徑</summary>
public static readonly string PublicKeyTextPath = @"C:\.....\_public.asc";
/// <summary>私鑰路徑</summary>
public static readonly string PrivateKeyTextPath = @"C:\....\_SECRET.asc";
public static void Main()
{
// 若私鑰有密碼，請填入；若無則為空字串
string passphrase = "";
// （方法一）先載入公私鑰，再透過輔助方法 ShowFingerprint() 顯示指紋
PgpPublicKey pubKey = PgpHelper.ReadPublicKey(File.ReadAllBytes(PublicKeyTextPath));
PgpPrivateKey privKey = PgpHelper.ReadPrivateKey(File.ReadAllBytes(PrivateKeyTextPath), passphrase);
// 顯示公鑰/私鑰指紋
//Console.WriteLine("[方法一] ====");
Console.WriteLine($"公鑰指紋: {PgpHelper.GetFingerprint(pubKey)}");
Console.WriteLine($"私鑰指紋: {PgpHelper.GetFingerprint(privKey, File.ReadAllBytes(PrivateKeyTextPath), passphrase)}");
// （方法二）若只想顯示檔案裡面的公/私鑰指紋，而不需要先拿到 PgpPublicKey/PgpPrivateKey
//Console.WriteLine("[方法二] ====");
// 直接解析金鑰檔案 (不做加解密)，只為了拿指紋
//Console.WriteLine($"公鑰檔指紋: {PgpHelper.GetPublicKeyFingerprint(File.ReadAllBytes(PublicKeyTextPath))}");
//Console.WriteLine($"私鑰檔指紋: {PgpHelper.GetPrivateKeyFingerprint(File.ReadAllBytes(PrivateKeyTextPath), passphrase)}");
// 驗證兩把金鑰是否匹配
bool isValid = PgpHelper.ValidatePgpKeyPair(PublicKeyTextPath, PrivateKeyTextPath, passphrase);
Console.WriteLine($"金鑰檢查結果: {(isValid ? "可用 (匹配)" : "失敗或不匹配")}");
// 測試加解密
string plainText = "這是一段測試資料(全記憶體). Hahahaha...";
string encryptedBase64 = PgpHelper.EncryptString(plainText, pubKey);
Console.WriteLine("加密結果 (Base64)：");
Console.WriteLine(encryptedBase64);
string decryptedText = PgpHelper.DecryptString(encryptedBase64, privKey);
Console.WriteLine("解密結果：");
Console.WriteLine(decryptedText);
}
}
public static class PgpHelper
{
/// <summary>
/// 驗證公私鑰是否匹配的範例方法 (保持原有邏輯，可自行使用)
/// </summary>
public static bool ValidatePgpKeyPair(string publicKeyPath, string privateKeyPath, string passphrase)
{
try
{
PgpPublicKey pubKey = ReadPublicKey(File.ReadAllBytes(publicKeyPath));
PgpPrivateKey privKey = ReadPrivateKey(File.ReadAllBytes(privateKeyPath), passphrase);
// 建立測試訊息
string testMessage = "Hello PGP Key Validation Test 測試金鑰";
byte[] testMessageBytes = Encoding.UTF8.GetBytes(testMessage);
// 用公鑰加密
byte[] encryptedData = EncryptData(testMessageBytes, pubKey);
// 用私鑰解密
string decrypted = DecryptData(encryptedData, privKey);
// 比對解密結果
return (decrypted == testMessage);
}
catch
{
return false;
}
}
/// <summary>
/// 使用公鑰加密一段明文字串，回傳「Base64」字串
/// </summary>
public static string EncryptString(string plainText, PgpPublicKey publicKey)
{
// 明文轉 byte[]
byte[] plainBytes = Encoding.UTF8.GetBytes(plainText);
// 呼叫 EncryptData，把結果轉 Base64
byte[] encryptedBytes = EncryptData(plainBytes, publicKey);
return Convert.ToBase64String(encryptedBytes);
}
/// <summary>
/// 使用私鑰解密一段「Base64」字串，回傳解密後的原始明文字串
/// </summary>
public static string DecryptString(string encryptedBase64, PgpPrivateKey privateKey)
{
// Base64 轉回 byte[]
byte[] encryptedBytes = Convert.FromBase64String(encryptedBase64);
// 呼叫 DecryptData 還原明文
return DecryptData(encryptedBytes, privateKey);
}
/// <summary>
/// 以公鑰加密資料（全記憶體處理，不壓縮），回傳加密後的 byte[]
/// </summary>
private static byte[] EncryptData(byte[] data, PgpPublicKey publicKey)
{
using (var bOut = new MemoryStream())
{
// 使用 ArmoredOutputStream 產生 ASCII Armor
using (var armoredOut = new ArmoredOutputStream(bOut))
{
var encGen = new PgpEncryptedDataGenerator(
SymmetricKeyAlgorithmTag.Cast5, true, new SecureRandom());
encGen.AddMethod(publicKey);
using (var encOut = encGen.Open(armoredOut, new byte[1 << 16]))
{
// 寫入 Literal Data (不壓縮)
var litGen = new PgpLiteralDataGenerator();
using (var litOut = litGen.Open(encOut, PgpLiteralData.Binary, "input", data.Length, DateTime.UtcNow))
{
litOut.Write(data, 0, data.Length);
}
}
}
return bOut.ToArray();
}
}
/// <summary>
/// 以私鑰解密資料（全記憶體處理），回傳解密後的明文字串
/// </summary>
private static string DecryptData(byte[] encryptedData, PgpPrivateKey privateKey)
{
using (var encMs = new MemoryStream(encryptedData))
{
var decoderStream = PgpUtilities.GetDecoderStream(encMs);
var pgpFactory = new PgpObjectFactory(decoderStream);
// 尋找封包
var obj = pgpFactory.NextPgpObject();
PgpEncryptedDataList encList = (obj is PgpEncryptedDataList list)
? list
: (PgpEncryptedDataList)pgpFactory.NextPgpObject();
// 尋找加密資料 (KeyId 對應)
PgpPublicKeyEncryptedData encData = null;
foreach (PgpPublicKeyEncryptedData pked in encList.GetEncryptedDataObjects())
{
if (pked.KeyId == privateKey.KeyId)
{
encData = pked;
break;
}
}
if (encData == null)
throw new ArgumentException("無法在封包中找到對應的 KeyId。");
// 解密取得明文資料流
using (Stream clearStream = encData.GetDataStream(privateKey))
{
var plainFactory = new PgpObjectFactory(clearStream);
var message = plainFactory.NextPgpObject();
if (message is PgpLiteralData literal)
{
using (Stream literalData = literal.GetInputStream())
using (StreamReader reader = new StreamReader(literalData, Encoding.UTF8))
{
return reader.ReadToEnd();
}
}
else
{
throw new PgpException("解密結果不是 Literal Data 封包。");
}
}
}
}
/// <summary>
/// 讀取公鑰 (byte[] 形式)，回傳可用於加密的 PgpPublicKey (不打印 Fingerprint)
/// </summary>
public static PgpPublicKey ReadPublicKey(byte[] keyData)
{
using (var ms = new MemoryStream(keyData))
{
var decoderStream = PgpUtilities.GetDecoderStream(ms);
var pgpPub = new PgpPublicKeyRingBundle(decoderStream);
foreach (PgpPublicKeyRing keyRing in pgpPub.GetKeyRings())
{
foreach (PgpPublicKey key in keyRing.GetPublicKeys())
{
if (key.IsEncryptionKey)
return key;
}
}
throw new ArgumentException("無法在公鑰資料中找到加密用的 PgpPublicKey。");
}
}
/// <summary>
/// 讀取私鑰 (byte[] 形式)，回傳 PgpPrivateKey (不打印 Fingerprint)
/// </summary>
public static PgpPrivateKey ReadPrivateKey(byte[] keyData, string passphrase)
{
using (var ms = new MemoryStream(keyData))
{
var decoderStream = PgpUtilities.GetDecoderStream(ms);
var pgpSecRings = new PgpSecretKeyRingBundle(decoderStream);
foreach (PgpSecretKeyRing keyRing in pgpSecRings.GetKeyRings())
{
foreach (PgpSecretKey secretKey in keyRing.GetSecretKeys())
{
try
{
// 嘗試解出私鑰
var privKey = secretKey.ExtractPrivateKey(passphrase.ToCharArray());
if (privKey != null)
return privKey;
}
catch
{
// passphrase 錯誤或該 key 解不出，繼續嘗試下一個
}
}
}
throw new ArgumentException("無法使用提供的 passphrase 解出對應私鑰。");
}
}
/// <summary>
/// 取得公鑰的 Fingerprint (十六進位大寫)
/// </summary>
public static string GetFingerprint(PgpPublicKey publicKey)
{
byte[] fp = publicKey.GetFingerprint();
return BitConverter.ToString(fp).Replace("-", "").ToUpper();
}
/// <summary>
/// 由於 PgpPrivateKey 本身無法直接取得指紋，
/// 我們可以用檔案資料重新讀 SecretKey 來得到 publicKey (同一對) 的指紋。
/// 若您已經有對應的 SecretKey，也可直接使用 secretKey.PublicKey.GetFingerprint()。
/// </summary>
public static string GetFingerprint(PgpPrivateKey privateKey, byte[] keyFileData, string passphrase)
{
// 重新解析一遍 secretKey
using (var ms = new MemoryStream(keyFileData))
{
var decoderStream = PgpUtilities.GetDecoderStream(ms);
var pgpSecRings = new PgpSecretKeyRingBundle(decoderStream);
foreach (PgpSecretKeyRing keyRing in pgpSecRings.GetKeyRings())
{
foreach (PgpSecretKey secretKey in keyRing.GetSecretKeys())
{
try
{
var candidate = secretKey.ExtractPrivateKey(passphrase.ToCharArray());
if (candidate != null && candidate.Key.Equals(privateKey.Key))
{
// 取出對應公鑰的 Fingerprint
byte[] fp = secretKey.PublicKey.GetFingerprint();
return BitConverter.ToString(fp).Replace("-", "").ToUpper();
}
}
catch
{
// passphrase 錯誤或該 key 解不出，繼續嘗試下一個
}
}
}
}
return "無法取得私鑰指紋";
}
/// <summary>
/// 直接從公鑰檔案 (或 byte[]) 解析指紋，不載入整個 PgpPublicKey
/// </summary>
public static string GetPublicKeyFingerprint(byte[] keyData)
{
using (var ms = new MemoryStream(keyData))
{
var decoder = PgpUtilities.GetDecoderStream(ms);
var pgpPub = new PgpPublicKeyRingBundle(decoder);
foreach (PgpPublicKeyRing keyRing in pgpPub.GetKeyRings())
{
foreach (PgpPublicKey key in keyRing.GetPublicKeys())
{
if (key.IsEncryptionKey)
{
byte[] fp = key.GetFingerprint();
return BitConverter.ToString(fp).Replace("-", "").ToUpper();
}
}
}
}
return "無法在公鑰資料中找到加密用 Key";
}
/// <summary>
/// 直接從私鑰檔案 (或 byte[]) 解析指紋，不載入整個 PgpPrivateKey
/// </summary>
public static string GetPrivateKeyFingerprint(byte[] keyData, string passphrase)
{
using (var ms = new MemoryStream(keyData))
{
var decoderStream = PgpUtilities.GetDecoderStream(ms);
var pgpSecRings = new PgpSecretKeyRingBundle(decoderStream);
foreach (PgpSecretKeyRing keyRing in pgpSecRings.GetKeyRings())
{
foreach (PgpSecretKey secretKey in keyRing.GetSecretKeys())
{
try
{
// 能成功 Extract 的 secretKey 即為對應私鑰
var privKey = secretKey.ExtractPrivateKey(passphrase.ToCharArray());
if (privKey != null)
{
// 對應公鑰指紋
byte[] fp = secretKey.PublicKey.GetFingerprint();
return BitConverter.ToString(fp).Replace("-", "").ToUpper();
}
}
catch
{
// passphrase 錯誤或該 key 解不出，繼續嘗試下一個
}
}
}
}
return "無法在私鑰資料中取得對應指紋";
}
}
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