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<div style='display: inline'>
<h1 style='font-family: Malgun Gothic, Consolas; font-size: 20pt; color: #006699; text-align: center; font-weight: bold'>C# - Rabin-Miller 소수 생성 방법을 이용하여 RSACryptoServiceProvider의 개인키를 직접 채워보자 - 두 번째 이야기</h1>

예전에 올렸던 소스 코드를, 
 
<pre style='margin: 10px 0px 10px 10px; padding: 10px 0px 10px 10px; background-color: #fbedbb; overflow: auto; font-family: Consolas, Verdana;' >
C# - Rabin-Miller 소수 생성 방법을 이용하여 RSACryptoServiceProvider의 개인키를 직접 채워보자
; <a target='tab' href='http://www.sysnet.pe.kr/2/0/1300'>http://www.sysnet.pe.kr/2/0/1300</a>
</pre>
 
개선해 보았습니다. 일단, 저 글에 공개된 소스 코드의 Main을 무한 루프로 고치고 실행하면, 
 
<pre style='margin: 10px 0px 10px 10px; padding: 10px 0px 10px 10px; background-color: #fbedbb; overflow: auto; font-family: Consolas, Verdana;' >
static void Main(string[] args)
{
 while (true)
 {
 FillRSA(5);
 }
}
</pre>
 
예외가 발생할 수 있는데, 이는 이미 <a target='tab' href='http://www.sysnet.pe.kr/2/0/1300'>1편</a>에서 글을 쓴데로 P 값보다 Q 값이 더 큰 경우에 해당합니다. 제가 웬일인지 그 부분을 주석처리했는데, 다음과 같이 주석을 해제해 주시면 됩니다. 
 
<pre style='margin: 10px 0px 10px 10px; padding: 10px 0px 10px 10px; background-color: #fbedbb; overflow: auto; font-family: Consolas, Verdana;' >
if (q &gt; p)
{
 BigInteger temp = q;
 q = p;
 p = temp;
}
</pre>
 
그런데, 이렇게 해도 여전히 다음과 같은 예외가 발생합니다. 
 
<pre style='margin: 10px 0px 10px 10px; padding: 10px 0px 10px 10px; background-color: #fbedbb; overflow: auto; font-family: Consolas, Verdana;' >
byte[] dataToEncrypt = ByteConverter.GetBytes("Data to Encrypt");
byte[] encryptedData;
byte[] decryptedData;

encryptedData = RSAEncrypt(dataToEncrypt, rsa.ExportParameters(false), false);
decryptedData = RSADecrypt(encryptedData, rsa.ExportParameters(true), false);

Console.WriteLine("Decrypted plaintext: {0}", ByteConverter.GetString(decryptedData));

System.ArgumentNullException was unhandled
 HResult=-2147467261
 Message=Array cannot be null.
Parameter name: bytes
 ParamName=bytes
 Source=mscorlib
 StackTrace:
 at System.Text.Encoding.GetString(Byte[] bytes)
 at producePrime.Program.FillRSA(Int32 certainty) in E:\...\producePrime\Program.cs:line 159
 at producePrime.Program.Main(String[] args) in E:\...\producePrime\Program.cs:line 16
 InnerException: 
</pre>
 
결과는 null이지만, RSADecrypt에서 예외가 발생했기 때문에 decryptedData에 null이 들어간 것입니다. 결국 최초의 예외는 다음에서 발생합니다. 
 
<pre style='margin: 10px 0px 10px 10px; padding: 10px 0px 10px 10px; background-color: #fbedbb; overflow: auto; font-family: Consolas, Verdana;' >
System.Security.Cryptography.CryptographicException: The parameter is incorrect.

at System.Security.Cryptography.CryptographicException.ThrowCryptographicException(Int32 hr)
 at System.Security.Cryptography.RSACryptoServiceProvider.DecryptKey(SafeKeyHandle pKeyContext, Byte[] pbEncryptedKey,
 Int32 cbEncryptedKey, Boolean fOAEP, ObjectHandleOnStack ohRetDecryptedKey)
 at System.Security.Cryptography.RSACryptoServiceProvider.Decrypt(Byte[] rgb, Boolean fOAEP)
 at producePrime.Program.RSADecrypt(Byte[] DataToDecrypt, RSAParameters RSAKeyInfo, Boolean DoOAEPPadding) in E:\...\producePrime\Program.cs:line 309
</pre>
 
이에 대한 원인이 재미있는데요. RSAParameters.Modulus의 첫 번째 바이트에 0이 들어갔기 때문입니다. 즉, P * Q의 값이 충분히 크지 않게 되면 발생하는 것인데, 가령 P와 Q의 값이 각각 64바이트 길이인데, 그 곱하기 값인 Modulus가 128바이트를 모두 채우지 않는 경우가 되면 (암호화 메서드인 Encrypt 호출은 통과하지만) 복호화 메서드인 Decrypt 호출 시 "The parameter is incorrect" 예외가 발생하는 것입니다. 
 
따라서, 이런 조건을 갖는 P, Q의 키 값이 생성된 경우에는 그냥 버리고 다시 P, Q를 생성해야 합니다. 이렇게 해서 안정적인 버전의 소스 코드를 만들면 다음과 같습니다. ^^ 
 
<pre style='margin: 10px 0px 10px 10px; padding: 10px 0px 10px 10px; background-color: #fbedbb; overflow: auto; font-family: Consolas, Verdana;' >
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Text;
using System.Security.Cryptography;
using System.Numerics;
using System.Diagnostics;

namespace producePrime
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            while (true)
            {
                FillRSA(5);
            }
        }

static void FillRSA(int certainty)
        {
            int modulusSize = 1024;
            int modulusByteSize = modulusSize / 8 / 2;
            RSAParameters rsaParam = new RSAParameters();

// P, Q 값 생성하고,
            BigInteger p, q;

Stopwatch st = new Stopwatch();
            st.Start();
            ProducePQ(modulusByteSize, out p, certainty);
            ProducePQ(modulusByteSize, out q, certainty);
            st.Stop();

Console.WriteLine("Elapsed: " + st.ElapsedMilliseconds + "(ms)");

if (q &gt; p)
 {
 BigInteger temp = q;
 q = p;
 p = temp;
 }

// N 값 구하고,
            BigInteger n = p * q;

// E 값 생성하고,
            int publicExponent = 65537;

// Φ 값 구하고,
            BigInteger rp = (p - 1) * (q - 1);

// D 값 구하고,
            BigInteger d = GetExtendedGcd(publicExponent, rp).Item2;

if (d &lt; 0)
            {
                BigInteger tMultiplier = BigInteger.Min(publicExponent, rp);
                BigInteger tDivisor = BigInteger.Max(publicExponent, rp);

d = tDivisor + d;
                Console.WriteLine("d &lt; 0");
                Console.WriteLine();

BigInteger dMod = BigInteger.Remainder(d * tMultiplier, tDivisor);

if (dMod.IsOne == false)
                {
                    Console.WriteLine("[Failed] d * e mod rp == " + dMod);
                    Console.WriteLine();
                    return;
                }
            }

// InverseQ 값 구하고,
            BigInteger inverseQ = GetExtendedGcd(q, p).Item2;

if (inverseQ &lt; 0)
            {
                BigInteger tMultiplier = BigInteger.Min(q, p);
                BigInteger tDivisor = BigInteger.Max(q, p);

inverseQ = tDivisor + inverseQ;
                Console.WriteLine("inverseQ &lt; 0");
                Console.WriteLine();

BigInteger qMod = BigInteger.Remainder(inverseQ * tMultiplier, tDivisor);
                if (qMod.IsOne == false)
                {
                    Console.WriteLine("[Failed] inverseQ * q mod p == " + qMod);
                    Console.WriteLine();
                    return;
                }
            }

// DP, DQ 값 구하고,
            BigInteger dp = BigInteger.Remainder(d, (p - 1));
            BigInteger dq = BigInteger.Remainder(d, (q - 1));

ToBigEndian(p, ref rsaParam.P, modulusByteSize);
            ToBigEndian(q, ref rsaParam.Q, modulusByteSize);
            ToBigEndian(n, ref rsaParam.Modulus, modulusByteSize * 2);

if (rsaParam.Modulus[0] == 0) 
 {
 return; 
 }

ToBigEndian(publicExponent, ref rsaParam.Exponent, 3);
            ToBigEndian(d, ref rsaParam.D, modulusByteSize * 2);
            ToBigEndian(dp, ref rsaParam.DP, modulusByteSize);
            ToBigEndian(dq, ref rsaParam.DQ, modulusByteSize);
            ToBigEndian(inverseQ, ref rsaParam.InverseQ, modulusByteSize);

RSACryptoServiceProvider rsa = new RSACryptoServiceProvider();
            rsa.ImportParameters(rsaParam);

// RSACryptoServiceProvider로 암/복호화 테스트
            UnicodeEncoding ByteConverter = new UnicodeEncoding();

byte[] dataToEncrypt = ByteConverter.GetBytes("Data to Encrypt");
            byte[] encryptedData;
            byte[] decryptedData;

encryptedData = RSAEncrypt(dataToEncrypt, rsa.ExportParameters(false), false);
            decryptedData = RSADecrypt(encryptedData, rsa.ExportParameters(true), false);

Console.WriteLine("Decrypted plaintext: {0}", ByteConverter.GetString(decryptedData));
        }

private static void ToBigEndian(BigInteger bytes, ref byte[] target, int byteSize)
 {
 List&lt;byte&gt; list = new List&lt;byte&gt;();
 list.AddRange(bytes.ToByteArray());

for (int i = list.Count; i &lt; byteSize; i ++)
            {
                list.Add(0);
            }

list.Reverse();

target = new byte[list.Count];

Array.Copy(list.ToArray(), target, list.Count);
 }

private static Tuple&lt;BigInteger, BigInteger&gt; GetExtendedGcd(BigInteger num1, BigInteger num2)
        {
            if (num2 &gt; num1)
            {
                return GetExtendedGcd(num2, num1);
            }

BigInteger x = 0;
            BigInteger lastx = 1;
            BigInteger y = 1;
            BigInteger lasty = 0;

BigInteger quotient = 0;

BigInteger tempNum2, tempx, tempy;

while (num2 != 0)
            {
                quotient = num1 / num2;

tempNum2 = num2;
                num2 = num1 % num2;
                num1 = tempNum2;

tempx = lastx - quotient * x;
                lastx = x;
                x = tempx;

tempy = lasty - quotient * y;
                lasty = y;
                y = tempy;
            }

return new Tuple&lt;BigInteger, BigInteger&gt;(lastx, lasty);
        }

private static void ProducePQ(int bytes, out BigInteger p, int certainty)
        {
            Random rand = new Random();
            byte[] pRand = new byte[bytes];

while (true)
            {
                rand.NextBytes(pRand);
                p = new BigInteger(pRand);

if (p.IsProbablePrime(certainty) == true)
                {
                    break;
                }
            }
        }

public static bool IsPrime(BigInteger candidate)
        {
            if ((candidate &amp; 1) == 0)
            {
                if (candidate == 2)
                {
                    return true;
                }
                else
                {
                    return false;
                }
            }

for (BigInteger i = 3; (i * i) &lt;= candidate; i += 2)
            {
                if ((candidate % i) == 0)
                {
                    return false;
                }
            }

return candidate != 1;
        }

static public byte[] RSAEncrypt(byte[] DataToEncrypt, RSAParameters RSAKeyInfo, bool DoOAEPPadding)
        {
            try
            {
                byte[] encryptedData;
                using (RSACryptoServiceProvider RSA = new RSACryptoServiceProvider())
                {
                    RSA.ImportParameters(RSAKeyInfo);
                    encryptedData = RSA.Encrypt(DataToEncrypt, DoOAEPPadding);
                }
                return encryptedData;
            }
            catch (CryptographicException e)
            {
                Console.WriteLine(e.Message);

return null;
            }

}

static public byte[] RSADecrypt(byte[] DataToDecrypt, RSAParameters RSAKeyInfo, bool DoOAEPPadding)
        {
            try
            {
                byte[] decryptedData;
                using (RSACryptoServiceProvider RSA = new RSACryptoServiceProvider())
                {
                    RSA.ImportParameters(RSAKeyInfo);
                    decryptedData = RSA.Decrypt(DataToDecrypt, DoOAEPPadding);
                }
                return decryptedData;
            }
            catch (CryptographicException e)
            {
                Console.WriteLine(e.ToString());

return null;
            }

}

}
}
</pre>
 
(<a target='tab' href='http://www.sysnet.pe.kr/bbs/DownloadAttachment.aspx?fid=1003&amp;boardid=331301885'>첨부된 파일은 이 글의 예제 코드를 포함</a>합니다.)

<hr />[이 글에 대해서 여러분들과 의견을 공유하고 싶습니다. 틀리거나 미흡한 부분 또는 의문 사항이 있으시면 언제든 댓글 남겨주십시오.]
</div>

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