.Net中的加密与解密

加密与解密概述

加密与解密属于数据安全的范畴。在消息传输时，通过对消息进行特殊编码（加密），建立一种安全的交流方式，使得只有发送者所期望的接收者能够理解（解密）。这里我们定义一个场景：发送方，接收方，第三方，发送方要将信息发送给接收方，二第三方想要截取并篡改消息，然后在转发给接收方。要称得上是安全的交流方式，需要满足下面的3个条件：

1. 完整性，消息的接收方可以确定消息在传输过程中没有被篡改过，即消息是完好无损。
2. 保密性，第三方无法解密发送的消息（第三方可以获取传输的消息）。
3. 可认证性，即接收方可以知道消息是由谁发送的。

下面将列出几种常用的技术，看看是否符合上面的3个条件。

散列运算

散列（英语：Hashing）是电脑科学中一种对资料的处理方法，通过某种特定的函数/算法（称为散列函数/算法）将要检索的项与用来检索的索引（称为散列，或者散列值）关联起来，生成一种便于搜索的数据结构（称为散列表）。也译为散列。旧译哈希（误以为是人名而采用了音译）。它也常用作一种资讯安全的实作方法，由一串资料中经过散列算法（Hashing algorithms）计算出来的资料指纹（data fingerPRint），经常用来识别档案与资料是否有被窜改，以保证档案与资料确实是由原创者所提供。如今，散列算法也被用来加密存在数据库中的密码（passWord）字串，由于散列算法所计算出来的散列值（Hash Value）具有不可逆（无法逆向演算回原本的数值）的性质，因此可有效的保护密码，我公司内的Web管理系统存储的密码字符串就是散列运算的摘要，确实很实用。

散列运算具有以下3个特点：

1. 散列运算是不可逆的（加密是单向的）。
2. 任何两个不相同文件的摘要是不同的。
3. 不论原始消息大小如何，同一种散列算法得到的摘要的长度是固定的。

常见的散列运算如下图所示：

由此可见散列算法只能满足完整性的条件。

对称加密

对称密钥加密（英语：Symmetric-key algorithm）又称为对称加密、私钥加密、共享密钥加密，是密码学中的一类加密算法。这类算法在加密和解密时使用相同的密钥，或是使用两个可以简单地相互推算的密钥。实务上，这组密钥成为在两个或多个成员间的共同秘密，以便维持专属的通讯联系。与公开密钥加密相比，要求双方取得相同的密钥是对称密钥加密的主要缺点之一。

常见的对称加密算法有DES、3DES、AES、Blowfish、IDEA、RC5、RC6。

对称加密流程如下：

1. 发送方和接收方吃有相同的密钥并严格保密。
2. 发送方使用密钥对消息进行加密，然后发送消息。
3. 接收方接收到消息使用同样能够的密钥进行解密。
4. 在这一过程中第三方截取到消息，但得到的只是一堆乱码。

由此可见，对称加密可以解决保密的问题，但是要确保第三方没有非法获取到密钥。

非对称加密

非对称加密（asymmetric cryptography）,又称为公开密钥加密（英语：public-key cryptography），在这种密码学方法中，需要一对密钥，一是个私人密钥，另一个则是公开密钥。这两个密钥是数学相关，用某用户密钥加密后所得的信息，只能用该用户的解密密钥才能解密。如果知道了其中一个，并不能计算出另外一个。因此如果公开了一对密钥中的一个，并不会危害到另外一个的秘密性质。称公开的密钥为公钥；不公开的密钥为私钥。如果加密密钥是公开的，这用于客户给私钥所有者上传加密的数据，这被称作为公开密钥加密(狭义)。例如，网络银行的客户发给银行网站的账户操作的加密数据。

如果解密密钥是公开的，用私钥加密的信息，可以用公钥对其解密，用于客户验证持有私钥一方发布的数据或文件是完整准确的，接收者由此可知这条信息确实来自于拥有私钥的某人，这被称作数字签名，公钥的形式就是数字证书。例如，从网上下载的安装程序，一般都带有程序制作者的数字签名，可以证明该程序的确是该作者（公司）发布的而不是第三方伪造的且未被篡改过（身份认证/验证）。

常见的公钥加密算法有: RSA、ElGamal、背包算法、Rabin（RSA的特例）、迪菲－赫尔曼密钥交换协议中的公钥加密算法、椭圆曲线加密算法（英语：Elliptic Curve Cryptography, ECC）。使用最广泛的是RSA算法（由发明者Rivest、Shmir和Adleman姓氏首字母缩写而来）是著名的公开金钥加密算法，ElGamal是另一种常用的非对称加密算法。

现在假设这种加密方式只使用一组密钥对，根据使用发送方还是接收方的密钥对又可分为加密模式和认证模式。

加密模式下，由消息的接收方发布公钥，持有私钥。基本步骤如下所示：

1. 接收方公布自己的公钥，任何人都可以获得。
2. 发送方使用上述公钥对消息进行加密，然后发送。
3. 接收方使用自己的私钥对消息进行解密。

可以看出非对称加密的加密模式可以解决保密性问题。

认证模式下，由消息的发送方发布公钥，持有私钥。基本步骤如下所示：

1. 发送方公布自己的公钥，任何人都可以获得。
2. 发送方使用自己的私钥对消息进行加密，然后发送。
3. 接收方使用发送方的私钥对消息进行解密。

可以看出非对称加密的加密模式可以解决认证性问题。

得出结论

上面的技术单一使用无法全部满足完整、保密和认证的3个条件，但是通过组合使用的方式就可以达到目的了。比如说数字签名就是在上面的认证模式加上了散列运算。

加密解密类（苏飞论坛所有）

/// <summary>/// 类说明：Assistant/// 编 码 人：苏飞/// 联系方式：361983679  /// 更新网站：http://www.sufeinet.com/thread-655-1-1.html/// </summary>using System;using System.Text;using System.Security.Cryptography;using System.IO;using System.Text.RegularExpressions;using System.Collections;namespace DotNet.Utilities{    /// <summary>    /// MySecurity(安全类) 的摘要说明。    /// </summary>    public class MySecurity    {        /// <summary>        /// 初始化安全类        /// </summary>        public MySecurity()        {            ///默认密码            key = "0123456789";        }        private string key; //默认密钥        private byte[] sKey;        private byte[] sIV;        #region 加密字符串        /// <summary>        /// 加密字符串        /// </summary>        /// <param name="inputStr">输入字符串</param>        /// <param name="keyStr">密码，可以为“”</param>        /// <returns>输出加密后字符串</returns>        static public string SEncryptString(string inputStr, string keyStr)        {            MySecurity ws = new MySecurity();            return ws.EncryptString(inputStr, keyStr);        }        /// <summary>        /// 加密字符串        /// </summary>        /// <param name="inputStr">输入字符串</param>        /// <param name="keyStr">密码，可以为“”</param>        /// <returns>输出加密后字符串</returns>        public string EncryptString(string inputStr, string keyStr)        {            DESCryptoServiceProvider des = new DESCryptoServiceProvider();            if (keyStr == "")                keyStr = key;            byte[] inputByteArray = Encoding.Default.GetBytes(inputStr);            byte[] keyByteArray = Encoding.Default.GetBytes(keyStr);            SHA1 ha = new SHA1Managed();            byte[] hb = ha.ComputeHash(keyByteArray);            sKey = new byte[8];            sIV = new byte[8];            for (int i = 0; i < 8; i++)                sKey[i] = hb[i];            for (int i = 8; i < 16; i++)                sIV[i - 8] = hb[i];            des.Key = sKey;            des.IV = sIV;            MemoryStream ms = new MemoryStream();            CryptoStream cs = new CryptoStream(ms, des.CreateEncryptor(), CryptoStreamMode.Write);            cs.Write(inputByteArray, 0, inputByteArray.Length);            cs.FlushFinalBlock();            StringBuilder ret = new StringBuilder();            foreach (byte b in ms.ToArray())            {                ret.AppendFormat("{0:X2}", b);            }            cs.Close();            ms.Close();            return ret.ToString();        }        #endregion        #region 加密字符串 密钥为系统默认 0123456789        /// <summary>        /// 加密字符串 密钥为系统默认        /// </summary>        /// <param name="inputStr">输入字符串</param>        /// <returns>输出加密后字符串</returns>        static public string SEncryptString(string inputStr)        {            MySecurity ws = new MySecurity();            return ws.EncryptString(inputStr, "");        }        #endregion        #region 加密文件        /// <summary>        /// 加密文件        /// </summary>        /// <param name="filePath">输入文件路径</param>        /// <param name="savePath">加密后输出文件路径</param>        /// <param name="keyStr">密码，可以为“”</param>        /// <returns></returns>          public bool EncryptFile(string filePath, string savePath, string keyStr)        {            DESCryptoServiceProvider des = new DESCryptoServiceProvider();            if (keyStr == "")                keyStr = key;            FileStream fs = File.OpenRead(filePath);            byte[] inputByteArray = new byte[fs.Length];            fs.Read(inputByteArray, 0, (int)fs.Length);            fs.Close();            byte[] keyByteArray = Encoding.Default.GetBytes(keyStr);            SHA1 ha = new SHA1Managed();            byte[] hb = ha.ComputeHash(keyByteArray);            sKey = new byte[8];            sIV = new byte[8];            for (int i = 0; i < 8; i++)                sKey[i] = hb[i];            for (int i = 8; i < 16; i++)                sIV[i - 8] = hb[i];            des.Key = sKey;            des.IV = sIV;            MemoryStream ms = new MemoryStream();            CryptoStream cs = new CryptoStream(ms, des.CreateEncryptor(), CryptoStreamMode.Write);            cs.Write(inputByteArray, 0, inputByteArray.Length);            cs.FlushFinalBlock();            fs = File.OpenWrite(savePath);            foreach (byte b in ms.ToArray())            {                fs.WriteByte(b);            }            fs.Close();            cs.Close();            ms.Close();            return true;        }        #endregion        #region 解密字符串        /// <summary>        /// 解密字符串        /// </summary>        /// <param name="inputStr">要解密的字符串</param>        /// <param name="keyStr">密钥</param>        /// <returns>解密后的结果</returns>        static public string SDecryptString(string inputStr, string keyStr)        {            MySecurity ws = new MySecurity();            return ws.DecryptString(inputStr, keyStr);        }        /// <summary>        ///  解密字符串 密钥为系统默认        /// </summary>        /// &l