33.NET对加密和解密的支持

散列运算

mscorlib.dll下的System.Security.Cryptography下：
抽象类HashAlgorithm
    抽象类MD5
        MD5CryptoServiceProvider
    SHA1
        SHA1CryptoServiceProvider密封类：调用Windows Crypto API
        SHA1Managed普通类：用托管代码写的
    SHA256
        SHA256CryptoServiceProvider
        SHA256Managed
    SHA384
    SHA512

□ 对字节数组或流散列运算

    class Program

        static void Main(string[] args)

            string str = "Hello World";

            HashAlgorithm hashAlgorithm = HashAlgorithm.Create(HashAlgorithmType.SHA1);

            byte[] data = Encoding.Default.GetBytes(str);

            byte[] digest = hashAlgorithm.ComputeHash(data);

            foreach (byte b in digest)

                Console.Write("{0:X}",b);

            Console.ReadKey();

    public class HashAlgorithmType

        public const string SHA1 = "SHA1";

        public const string SHA256 = "SHA256";

        public const string SHA384 = "SHA384";

        public const string SHA512 = "SHA512";

        public const string MD5 = "MD5";

.csharpcode, .csharpcode pre
{
font-size: small;
color: black;
font-family: consolas, "Courier New", courier, monospace;
background-color: #ffffff;
/*white-space: pre;*/
}
.csharpcode pre { margin: 0em; }
.csharpcode .rem { color: #008000; }
.csharpcode .kwrd { color: #0000ff; }
.csharpcode .str { color: #006080; }
.csharpcode .op { color: #0000c0; }
.csharpcode .preproc { color: #cc6633; }
.csharpcode .asp { background-color: #ffff00; }
.csharpcode .html { color: #800000; }
.csharpcode .attr { color: #ff0000; }
.csharpcode .alt
{
background-color: #f4f4f4;
width: 100%;
margin: 0em;
}
.csharpcode .lnum { color: #606060; }

□ 密匙散列运算

            string key = "secret key";

            byte[] data = Encoding.Default.GetBytes(key);

            KeyedHashAlgorithm kha = new HMACSHA1();

            byte[] digest = kha.ComputeHash(data);

            foreach (byte b in digest)

                Console.Write("{0:x}",b);

对称加密和解密

SymmetricAlgorithm

DES

DESCryptoServiceProvider

TripleDES

TripleDESCryptoServiceProvider

Rijndael

RijindaelManaged

RC2
RC2CryptoServiceProvider

IV:Initialization vector初始化向量：

-为了解决加密字符串加密后仍然有重复部分，引入IV，加密字符串即使有重复，也会被打乱。

-IV值可以随意指定，但长度固定，通常为64位byte类型

-密匙长度也是固定的，通常为128位或196位byte类型

使用Encoding类将字符串转换为byte[]：

-如果使用UTF8，会变长编码

加密解密方法：

-加密方法：CreateEncryptor()，返回ICryptoTransform接口类型

-解密方法：CreateDecryptor()，返回ICrtyptoTransform接口类型

明文流和加密流的转换：

public CryptoStream(Stream stream, ICryptoTransform transform, CryptoStreamMode mode)

    class Program

        static void Main(string[] args)

            #region 对称加密和解密

            string key = "secret key";

            string str = "Hello World";

            //加密

            string encryptedText = SymmetricCryptoHelper.Encrypt(str, key);

            Console.WriteLine(encryptedText);

            //解密

            string clearText = SymmetricCryptoHelper.Decrypt(encryptedText, key);

            Console.WriteLine(clearText);

            Console.ReadKey();

            #endregion

    //对称加密帮助类

    public class SymmetricCryptoHelper

        private ICryptoTransform encryptor;  //加密器对象

        private ICryptoTransform decryptor; //解密器对象

        private const int BufferSize = 1024;

        public SymmetricCryptoHelper(string algorithmName, byte[] key)

            SymmetricAlgorithm provider = SymmetricAlgorithm.Create(algorithmName);

            provider.Key = key;

            provider.IV = new byte[] { 0x12, 0x34, 0x56, 0x78, 0x90, 0xAB, 0xCD, 0xEF };

            encryptor = provider.CreateEncryptor();

            decryptor = provider.CreateDecryptor();

        public SymmetricCryptoHelper(byte[] key) : this("TripleDES", key){}

        //加密算法

        public string Encrypt(string clearText)

            //创建明文流

            byte[] clearBuffer = Encoding.UTF8.GetBytes(clearText);

            //byte[] clearBuffer = Encoding.Default.GetBytes(clearText);

            MemoryStream clearStream = new MemoryStream(clearBuffer);

            //创建空的密文流

            MemoryStream encryptedStream = new MemoryStream();

            //明文流和密文流转换流，准备写到密文流中

            CryptoStream cryptoStream = new CryptoStream(encryptedStream, encryptor, CryptoStreamMode.Write);

            int bytesRead = 0;

            byte[] buffer = new byte[BufferSize];

do

                //读取明文流到buffer中

                bytesRead = clearStream.Read(buffer, 0, BufferSize);

                //通过CryptoStream将buffer中的明文流字节数组写到明文流中

                cryptoStream.Write(buffer, 0, bytesRead);

            } while (bytesRead > 0);

            cryptoStream.FlushFinalBlock();

            //获取加密后的字节数组

            buffer = encryptedStream.ToArray();

            //将加密后的字节数组转换成字符串

            string encryptedText = Convert.ToBase64String(buffer);

            return encryptedText;

        //解密算法

        public string Decrypt(string encryptedText)

            //把加密字符串转换为加密字节数组

            byte[] encryptedBuffer = Convert.FromBase64String(encryptedText);

            //创建密文流

            Stream encryptedStream = new MemoryStream(encryptedBuffer);

            //创建空的明文流

            MemoryStream clearStream = new MemoryStream();

            //创建明文流和密文流的转化流，读取密文流

            CryptoStream cryptoStream = new CryptoStream(encryptedStream, decryptor, CryptoStreamMode.Read);

            int bytesRead = 0;

            byte[] buffer = new byte[BufferSize];

do

                //通过CryptoStream读取密文流到Buffer

                bytesRead = cryptoStream.Read(buffer, 0, BufferSize);

                //把Buffer中的密文流写到明文流中

                clearStream.Write(buffer, 0, bytesRead);

            } while (bytesRead > 0);

            //将明文流转换成字节数组

            buffer = clearStream.GetBuffer();

            string clearText = Encoding.UTF8.GetString(buffer, 0, (int)clearStream.Length);

            //string clearText = Encoding.Default.GetString(buffer, 0, (int)clearStream.Length);

            return clearText;

        //密匙加密

        public static string Encrypt(string clearText, string key)

            byte[] keyData = new byte[16]; //TripleDES密匙固定长度为16个字节

            //把密匙字符串转换成字节数组

            byte[] sourceData = Encoding.Default.GetBytes(key);

            int copyBytes = 16;

            if (sourceData.Length < 16)

                copyBytes = sourceData.Length;

            //把密匙数组复制到keyData字节数组中

            Array.Copy(sourceData,keyData,copyBytes);

            SymmetricCryptoHelper helper = new SymmetricCryptoHelper(keyData);

            return helper.Encrypt(clearText);

        //密匙解密

        public static string Decrypt(string encryptedText, string key)

            byte[] keyData = new byte[16];

            byte[] sourceData = Encoding.Default.GetBytes(key);

            int copyBytes = 16;

            if (sourceData.Length < 16)

                copyBytes = sourceData.Length;

            Array.Copy(sourceData,keyData,copyBytes);

            SymmetricCryptoHelper helper = new SymmetricCryptoHelper(keyData);

            return helper.Decrypt(encryptedText);

非对称加密

AsymmetricAlgorithm

RSA

RSACryptoServiceProvider

DSA

DSACryptoServiceProvider：只能进行认证模式，即数字签名

对称加密中的密匙：

密匙为由开发者设定的字符串

非对称加密中的密匙：

● 通常是自动生成，不同的算法有不同的密匙格式
● 在创建RSACryptoServiceProvider实例时，会自动创建一个公/私密匙对。在实例上调用ToXmlString()方法获得。

RSACryptoServiceProvider provider = new RSACryptoServiceProvider();

string publicPrivate = provider.ToXmlString(true);//获得公/私匙对

//string publicOnly = provider.ToXmlString(false); //只获得公匙

Console.Write(publicPrivate);

Console.ReadKey();

□ 非对称加密帮助类

    //非对称加密帮助类

    public class RSACryptoHelper

        //加密

        public static string Encrypt(string publicKeyXml, string plainText)

            RSACryptoServiceProvider provider = new RSACryptoServiceProvider();

            provider.FromXmlString(publicKeyXml); //使用公匙初始化对象

            byte[] plainData = Encoding.Default.GetBytes(plainText);

            byte[] encryptedData = provider.Encrypt(plainData, true);

            return Convert.ToBase64String(encryptedData);

        //解密

        public static string Decrypt(string privateKeyXml, string encryptedText)

            RSACryptoServiceProvider provider = new RSACryptoServiceProvider();

            provider.FromXmlString(privateKeyXml);

            byte[] encryptedData = Convert.FromBase64String(encryptedText);

            byte[] plainData = provider.Decrypt(encryptedData, true);

            string plainText = Encoding.Default.GetString(plainData);

            return plainText;

数字签名

RSACryptoServiceProvider或DSACryptoServiceProvider

SignData()对摘要进行签名，并返回签名后的摘要。

VerifyData()得出本地摘要，并解密传递进来的原始摘要，对比返回bool类型结果。

□ 数字签名帮助类

    public class RSACryptoHelper

        public static string SignData(string plainText, string privateKeyXml)

            RSACryptoServiceProvider provider = new RSACryptoServiceProvider();

            provider.FromXmlString(privateKeyXml);

            byte[] plainData = Encoding.Default.GetBytes(plainText);

            //设置获取摘要的算法

            HashAlgorithm sha1 = HashAlgorithm.Create("SHA1");

            //获取签名过的摘要,是使用私匙加密过的摘要

            byte[] signedDigest = provider.SignData(plainData, sha1);

            return Convert.ToBase64String(signedDigest);

        public static bool VerifyData(string plainText, string signature, string publicKeyXml)

            RSACryptoServiceProvider provider = new RSACryptoServiceProvider();

            provider.FromXmlString(publicKeyXml);

            byte[] plainData = Encoding.Default.GetBytes(plainText);

            byte[] signedDigest = Convert.FromBase64String(signature);

            HashAlgorithm sha1 = HashAlgorithm.Create("SHA1");

            bool isDataIntact = provider.VerifyData(plainData, sha1, signedDigest);

            return isDataIntact;

        //使用SingnHash

        public static string SignData2(string plainText, string privateKeyXml)

            RSACryptoServiceProvider provider = new RSACryptoServiceProvider();

            provider.FromXmlString(privateKeyXml);

            byte[] plainData = Encoding.Default.GetBytes(plainText);

            //设置获取摘要的算法

            HashAlgorithm sha1 = HashAlgorithm.Create("SHA1");

            //获得原始摘要

            byte[] digestData = sha1.ComputeHash(plainData);

            //对元素摘要进行签名

            byte[] signedDigest = provider.SignHash(digestData, "SHA1");

            return Convert.ToBase64String(signedDigest);

        //使用VerifyHash

        public static bool VerifyData2(string plainText, string signedDigest, string publicKeyXml)

            RSACryptoServiceProvider provider = new RSACryptoServiceProvider();

            provider.FromXmlString(publicKeyXml);

            byte[] plainData = Encoding.Default.GetBytes("SHA1");

            byte[] signedDigestData = Convert.FromBase64String(signedDigest);

            //获得本地摘要

            HashAlgorithm sha1 = HashAlgorithm.Create("SHA1");

            byte[] digest = sha1.ComputeHash(plainData);

            //解密签名

            bool isDataIntact = provider.VerifyHash(digest, "SHA1", signedDigestData);

            return isDataIntact;

参考资料：

※ 《.NET之美》--张子阳,感谢写了这么好的书！

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