Шифровать и расшифровать строку в C #?

Как я могу зашифровать и расшифровать строку в C #?

c#,.net,encryption,mono,cryptography,

598

Ответов: 23


388 ов

EDIT 2013-октябрь : хотя я отредактировал этот ответ со временем, чтобы устранить недостатки, см . Ответ jbtule для более надежного, информированного решения.

https://stackoverflow.com/a/10366194/188474

Оригинальный ответ:

Вот рабочий пример, полученный из документации «RijndaelManaged Class» и учебного набора MCTS .

EDIT 2012-April : этот ответ был отредактирован для предварительного предложения IV на jbtule и, как показано здесь:

http://msdn.microsoft.com/en-us/library/system.security.cryptography.aesmanaged%28v=vs.95%29.aspx

Удачи!

public class Crypto
{

    //While an app specific salt is not the best practice for
    //password based encryption, it's probably safe enough as long as
    //it is truly uncommon. Also too much work to alter this answer otherwise.
    private static byte[] _salt = __To_Do__("Add a app specific salt here");

    /// <summary>
    /// Encrypt the given string using AES.  The string can be decrypted using 
    /// DecryptStringAES().  The sharedSecret parameters must match.
    /// </summary>
    /// <param name="plainText">The text to encrypt.</param>
    /// <param name="sharedSecret">A password used to generate a key for encryption.</param>
    public static string EncryptStringAES(string plainText, string sharedSecret)
    {
        if (string.IsNullOrEmpty(plainText))
            throw new ArgumentNullException("plainText");
        if (string.IsNullOrEmpty(sharedSecret))
            throw new ArgumentNullException("sharedSecret");

        string outStr = null;                       // Encrypted string to return
        RijndaelManaged aesAlg = null;              // RijndaelManaged object used to encrypt the data.

        try
        {
            // generate the key from the shared secret and the salt
            Rfc2898DeriveBytes key = new Rfc2898DeriveBytes(sharedSecret, _salt);

            // Create a RijndaelManaged object
            aesAlg = new RijndaelManaged();
            aesAlg.Key = key.GetBytes(aesAlg.KeySize / 8);

            // Create a decryptor to perform the stream transform.
            ICryptoTransform encryptor = aesAlg.CreateEncryptor(aesAlg.Key, aesAlg.IV);

            // Create the streams used for encryption.
            using (MemoryStream msEncrypt = new MemoryStream())
            {
                // prepend the IV
                msEncrypt.Write(BitConverter.GetBytes(aesAlg.IV.Length), 0, sizeof(int));
                msEncrypt.Write(aesAlg.IV, 0, aesAlg.IV.Length);
                using (CryptoStream csEncrypt = new CryptoStream(msEncrypt, encryptor, CryptoStreamMode.Write))
                {
                    using (StreamWriter swEncrypt = new StreamWriter(csEncrypt))
                    {
                        //Write all data to the stream.
                        swEncrypt.Write(plainText);
                    }
                }
                outStr = Convert.ToBase64String(msEncrypt.ToArray());
            }
        }
        finally
        {
            // Clear the RijndaelManaged object.
            if (aesAlg != null)
                aesAlg.Clear();
        }

        // Return the encrypted bytes from the memory stream.
        return outStr;
    }

    /// <summary>
    /// Decrypt the given string.  Assumes the string was encrypted using 
    /// EncryptStringAES(), using an identical sharedSecret.
    /// </summary>
    /// <param name="cipherText">The text to decrypt.</param>
    /// <param name="sharedSecret">A password used to generate a key for decryption.</param>
    public static string DecryptStringAES(string cipherText, string sharedSecret)
    {
        if (string.IsNullOrEmpty(cipherText))
            throw new ArgumentNullException("cipherText");
        if (string.IsNullOrEmpty(sharedSecret))
            throw new ArgumentNullException("sharedSecret");

        // Declare the RijndaelManaged object
        // used to decrypt the data.
        RijndaelManaged aesAlg = null;

        // Declare the string used to hold
        // the decrypted text.
        string plaintext = null;

        try
        {
            // generate the key from the shared secret and the salt
            Rfc2898DeriveBytes key = new Rfc2898DeriveBytes(sharedSecret, _salt);

            // Create the streams used for decryption.                
            byte[] bytes = Convert.FromBase64String(cipherText);
            using (MemoryStream msDecrypt = new MemoryStream(bytes))
            {
                // Create a RijndaelManaged object
                // with the specified key and IV.
                aesAlg = new RijndaelManaged();
                aesAlg.Key = key.GetBytes(aesAlg.KeySize / 8);
                // Get the initialization vector from the encrypted stream
                aesAlg.IV = ReadByteArray(msDecrypt);
                // Create a decrytor to perform the stream transform.
                ICryptoTransform decryptor = aesAlg.CreateDecryptor(aesAlg.Key, aesAlg.IV);
                using (CryptoStream csDecrypt = new CryptoStream(msDecrypt, decryptor, CryptoStreamMode.Read))
                {
                    using (StreamReader srDecrypt = new StreamReader(csDecrypt))

                        // Read the decrypted bytes from the decrypting stream
                        // and place them in a string.
                        plaintext = srDecrypt.ReadToEnd();
                }
            }
        }
        finally
        {
            // Clear the RijndaelManaged object.
            if (aesAlg != null)
                aesAlg.Clear();
        }

        return plaintext;
    }

    private static byte[] ReadByteArray(Stream s)
    {
        byte[] rawLength = new byte[sizeof(int)];
        if (s.Read(rawLength, 0, rawLength.Length) != rawLength.Length)
        {
            throw new SystemException("Stream did not contain properly formatted byte array");
        }

        byte[] buffer = new byte[BitConverter.ToInt32(rawLength, 0)];
        if (s.Read(buffer, 0, buffer.Length) != buffer.Length)
        {
            throw new SystemException("Did not read byte array properly");
        }

        return buffer;
    }
}

318 ов

Современные примеры симметричного аутентифицированного шифрования строки.

Общей рекомендацией для симметричного шифрования является использование аутентифицированного шифрования с ассоциированными данными (AEAD), однако это не является частью стандартных библиотек cnet .net. Таким образом, первый пример использует AES256, а затем HMAC256 , двухэтапный шифровать , а затем MAC , что требует большего количества служебных и дополнительных ключей.

Во втором примере используется более простая практика AES256- GCM с использованием Bugcy Castle с открытым исходным кодом (через nuget).

Оба примера имеют основную функцию, которая берет секретную строку сообщения, ключ (ы) и необязательную несекретную полезную нагрузку, а также возвращаемую и аутентифицированную зашифрованную строку, необязательно добавленную к несекретным данным. В идеале вы будете использовать их с 256-битным ключом (-ами), созданным случайным образом NewKey().

Оба примера также имеют вспомогательные методы, которые используют строковый пароль для генерации ключей. Эти вспомогательные методы предоставляются в качестве удобства для сопоставления с другими примерами, однако они гораздо менее безопасны, поскольку сила пароля будет намного слабее, чем 256-битный ключ .

Обновление: добавлены byte[]перегрузки, и только Gist имеет полное форматирование с 4-мя отступами и api-документами из-за ограничений ответа StackOverflow.


.NET Встроенный шифрование (AES) -Тен-MAC (HMAC) [Gist]

/*
 * This work (Modern Encryption of a String C#, by James Tuley), 
 * identified by James Tuley, is free of known copyright restrictions.
 * https://gist.github.com/4336842
 * http://creativecommons.org/publicdomain/mark/1.0/ 
 */

using System;
using System.IO;
using System.Security.Cryptography;
using System.Text;

namespace Encryption
{
  public static class AESThenHMAC
  {
    private static readonly RandomNumberGenerator Random = RandomNumberGenerator.Create();

    //Preconfigured Encryption Parameters
    public static readonly int BlockBitSize = 128;
    public static readonly int KeyBitSize = 256;

    //Preconfigured Password Key Derivation Parameters
    public static readonly int SaltBitSize = 64;
    public static readonly int Iterations = 10000;
    public static readonly int MinPasswordLength = 12;

    /// <summary>
    /// Helper that generates a random key on each call.
    /// </summary>
    /// <returns></returns>
    public static byte[] NewKey()
    {
      var key = new byte[KeyBitSize / 8];
      Random.GetBytes(key);
      return key;
    }

    /// <summary>
    /// Simple Encryption (AES) then Authentication (HMAC) for a UTF8 Message.
    /// </summary>
    /// <param name="secretMessage">The secret message.</param>
    /// <param name="cryptKey">The crypt key.</param>
    /// <param name="authKey">The auth key.</param>
    /// <param name="nonSecretPayload">(Optional) Non-Secret Payload.</param>
    /// <returns>
    /// Encrypted Message
    /// </returns>
    /// <exception cref="System.ArgumentException">Secret Message Required!;secretMessage</exception>
    /// <remarks>
    /// Adds overhead of (Optional-Payload + BlockSize(16) + Message-Padded-To-Blocksize +  HMac-Tag(32)) * 1.33 Base64
    /// </remarks>
    public static string SimpleEncrypt(string secretMessage, byte[] cryptKey, byte[] authKey,
                       byte[] nonSecretPayload = null)
    {
      if (string.IsNullOrEmpty(secretMessage))
        throw new ArgumentException("Secret Message Required!", "secretMessage");

      var plainText = Encoding.UTF8.GetBytes(secretMessage);
      var cipherText = SimpleEncrypt(plainText, cryptKey, authKey, nonSecretPayload);
      return Convert.ToBase64String(cipherText);
    }

    /// <summary>
    /// Simple Authentication (HMAC) then Decryption (AES) for a secrets UTF8 Message.
    /// </summary>
    /// <param name="encryptedMessage">The encrypted message.</param>
    /// <param name="cryptKey">The crypt key.</param>
    /// <param name="authKey">The auth key.</param>
    /// <param name="nonSecretPayloadLength">Length of the non secret payload.</param>
    /// <returns>
    /// Decrypted Message
    /// </returns>
    /// <exception cref="System.ArgumentException">Encrypted Message Required!;encryptedMessage</exception>
    public static string SimpleDecrypt(string encryptedMessage, byte[] cryptKey, byte[] authKey,
                       int nonSecretPayloadLength = 0)
    {
      if (string.IsNullOrWhiteSpace(encryptedMessage))
        throw new ArgumentException("Encrypted Message Required!", "encryptedMessage");

      var cipherText = Convert.FromBase64String(encryptedMessage);
      var plainText = SimpleDecrypt(cipherText, cryptKey, authKey, nonSecretPayloadLength);
      return plainText == null ? null : Encoding.UTF8.GetString(plainText);
    }

    /// <summary>
    /// Simple Encryption (AES) then Authentication (HMAC) of a UTF8 message
    /// using Keys derived from a Password (PBKDF2).
    /// </summary>
    /// <param name="secretMessage">The secret message.</param>
    /// <param name="password">The password.</param>
    /// <param name="nonSecretPayload">The non secret payload.</param>
    /// <returns>
    /// Encrypted Message
    /// </returns>
    /// <exception cref="System.ArgumentException">password</exception>
    /// <remarks>
    /// Significantly less secure than using random binary keys.
    /// Adds additional non secret payload for key generation parameters.
    /// </remarks>
    public static string SimpleEncryptWithPassword(string secretMessage, string password,
                             byte[] nonSecretPayload = null)
    {
      if (string.IsNullOrEmpty(secretMessage))
        throw new ArgumentException("Secret Message Required!", "secretMessage");

      var plainText = Encoding.UTF8.GetBytes(secretMessage);
      var cipherText = SimpleEncryptWithPassword(plainText, password, nonSecretPayload);
      return Convert.ToBase64String(cipherText);
    }

    /// <summary>
    /// Simple Authentication (HMAC) and then Descryption (AES) of a UTF8 Message
    /// using keys derived from a password (PBKDF2). 
    /// </summary>
    /// <param name="encryptedMessage">The encrypted message.</param>
    /// <param name="password">The password.</param>
    /// <param name="nonSecretPayloadLength">Length of the non secret payload.</param>
    /// <returns>
    /// Decrypted Message
    /// </returns>
    /// <exception cref="System.ArgumentException">Encrypted Message Required!;encryptedMessage</exception>
    /// <remarks>
    /// Significantly less secure than using random binary keys.
    /// </remarks>
    public static string SimpleDecryptWithPassword(string encryptedMessage, string password,
                             int nonSecretPayloadLength = 0)
    {
      if (string.IsNullOrWhiteSpace(encryptedMessage))
        throw new ArgumentException("Encrypted Message Required!", "encryptedMessage");

      var cipherText = Convert.FromBase64String(encryptedMessage);
      var plainText = SimpleDecryptWithPassword(cipherText, password, nonSecretPayloadLength);
      return plainText == null ? null : Encoding.UTF8.GetString(plainText);
    }

    public static byte[] SimpleEncrypt(byte[] secretMessage, byte[] cryptKey, byte[] authKey, byte[] nonSecretPayload = null)
    {
      //User Error Checks
      if (cryptKey == null || cryptKey.Length != KeyBitSize / 8)
        throw new ArgumentException(String.Format("Key needs to be {0} bit!", KeyBitSize), "cryptKey");

      if (authKey == null || authKey.Length != KeyBitSize / 8)
        throw new ArgumentException(String.Format("Key needs to be {0} bit!", KeyBitSize), "authKey");

      if (secretMessage == null || secretMessage.Length < 1)
        throw new ArgumentException("Secret Message Required!", "secretMessage");

      //non-secret payload optional
      nonSecretPayload = nonSecretPayload ?? new byte[] { };

      byte[] cipherText;
      byte[] iv;

      using (var aes = new AesManaged
      {
        KeySize = KeyBitSize,
        BlockSize = BlockBitSize,
        Mode = CipherMode.CBC,
        Padding = PaddingMode.PKCS7
      })
      {

        //Use random IV
        aes.GenerateIV();
        iv = aes.IV;

        using (var encrypter = aes.CreateEncryptor(cryptKey, iv))
        using (var cipherStream = new MemoryStream())
        {
          using (var cryptoStream = new CryptoStream(cipherStream, encrypter, CryptoStreamMode.Write))
          using (var binaryWriter = new BinaryWriter(cryptoStream))
          {
            //Encrypt Data
            binaryWriter.Write(secretMessage);
          }

          cipherText = cipherStream.ToArray();
        }

      }

      //Assemble encrypted message and add authentication
      using (var hmac = new HMACSHA256(authKey))
      using (var encryptedStream = new MemoryStream())
      {
        using (var binaryWriter = new BinaryWriter(encryptedStream))
        {
          //Prepend non-secret payload if any
          binaryWriter.Write(nonSecretPayload);
          //Prepend IV
          binaryWriter.Write(iv);
          //Write Ciphertext
          binaryWriter.Write(cipherText);
          binaryWriter.Flush();

          //Authenticate all data
          var tag = hmac.ComputeHash(encryptedStream.ToArray());
          //Postpend tag
          binaryWriter.Write(tag);
        }
        return encryptedStream.ToArray();
      }

    }

    public static byte[] SimpleDecrypt(byte[] encryptedMessage, byte[] cryptKey, byte[] authKey, int nonSecretPayloadLength = 0)
    {

      //Basic Usage Error Checks
      if (cryptKey == null || cryptKey.Length != KeyBitSize / 8)
        throw new ArgumentException(String.Format("CryptKey needs to be {0} bit!", KeyBitSize), "cryptKey");

      if (authKey == null || authKey.Length != KeyBitSize / 8)
        throw new ArgumentException(String.Format("AuthKey needs to be {0} bit!", KeyBitSize), "authKey");

      if (encryptedMessage == null || encryptedMessage.Length == 0)
        throw new ArgumentException("Encrypted Message Required!", "encryptedMessage");

      using (var hmac = new HMACSHA256(authKey))
      {
        var sentTag = new byte[hmac.HashSize / 8];
        //Calculate Tag
        var calcTag = hmac.ComputeHash(encryptedMessage, 0, encryptedMessage.Length - sentTag.Length);
        var ivLength = (BlockBitSize / 8);

        //if message length is to small just return null
        if (encryptedMessage.Length < sentTag.Length + nonSecretPayloadLength + ivLength)
          return null;

        //Grab Sent Tag
        Array.Copy(encryptedMessage, encryptedMessage.Length - sentTag.Length, sentTag, 0, sentTag.Length);

        //Compare Tag with constant time comparison
        var compare = 0;
        for (var i = 0; i < sentTag.Length; i++)
          compare |= sentTag[i] ^ calcTag[i]; 

        //if message doesn't authenticate return null
        if (compare != 0)
          return null;

        using (var aes = new AesManaged
        {
          KeySize = KeyBitSize,
          BlockSize = BlockBitSize,
          Mode = CipherMode.CBC,
          Padding = PaddingMode.PKCS7
        })
        {

          //Grab IV from message
          var iv = new byte[ivLength];
          Array.Copy(encryptedMessage, nonSecretPayloadLength, iv, 0, iv.Length);

          using (var decrypter = aes.CreateDecryptor(cryptKey, iv))
          using (var plainTextStream = new MemoryStream())
          {
            using (var decrypterStream = new CryptoStream(plainTextStream, decrypter, CryptoStreamMode.Write))
            using (var binaryWriter = new BinaryWriter(decrypterStream))
            {
              //Decrypt Cipher Text from Message
              binaryWriter.Write(
                encryptedMessage,
                nonSecretPayloadLength + iv.Length,
                encryptedMessage.Length - nonSecretPayloadLength - iv.Length - sentTag.Length
              );
            }
            //Return Plain Text
            return plainTextStream.ToArray();
          }
        }
      }
    }

    public static byte[] SimpleEncryptWithPassword(byte[] secretMessage, string password, byte[] nonSecretPayload = null)
    {
      nonSecretPayload = nonSecretPayload ?? new byte[] {};

      //User Error Checks
      if (string.IsNullOrWhiteSpace(password) || password.Length < MinPasswordLength)
        throw new ArgumentException(String.Format("Must have a password of at least {0} characters!", MinPasswordLength), "password");

      if (secretMessage == null || secretMessage.Length ==0)
        throw new ArgumentException("Secret Message Required!", "secretMessage");

      var payload = new byte[((SaltBitSize / 8) * 2) + nonSecretPayload.Length];

      Array.Copy(nonSecretPayload, payload, nonSecretPayload.Length);
      int payloadIndex = nonSecretPayload.Length;

      byte[] cryptKey;
      byte[] authKey;
      //Use Random Salt to prevent pre-generated weak password attacks.
      using (var generator = new Rfc2898DeriveBytes(password, SaltBitSize / 8, Iterations))
      {
        var salt = generator.Salt;

        //Generate Keys
        cryptKey = generator.GetBytes(KeyBitSize / 8);

        //Create Non Secret Payload
        Array.Copy(salt, 0, payload, payloadIndex, salt.Length);
        payloadIndex += salt.Length;
      }

      //Deriving separate key, might be less efficient than using HKDF, 
      //but now compatible with RNEncryptor which had a very similar wireformat and requires less code than HKDF.
      using (var generator = new Rfc2898DeriveBytes(password, SaltBitSize / 8, Iterations))
      {
        var salt = generator.Salt;

        //Generate Keys
        authKey = generator.GetBytes(KeyBitSize / 8);

        //Create Rest of Non Secret Payload
        Array.Copy(salt, 0, payload, payloadIndex, salt.Length);
      }

      return SimpleEncrypt(secretMessage, cryptKey, authKey, payload);
    }

    public static byte[] SimpleDecryptWithPassword(byte[] encryptedMessage, string password, int nonSecretPayloadLength = 0)
    {
      //User Error Checks
      if (string.IsNullOrWhiteSpace(password) || password.Length < MinPasswordLength)
        throw new ArgumentException(String.Format("Must have a password of at least {0} characters!", MinPasswordLength), "password");

      if (encryptedMessage == null || encryptedMessage.Length == 0)
        throw new ArgumentException("Encrypted Message Required!", "encryptedMessage");

      var cryptSalt = new byte[SaltBitSize / 8];
      var authSalt = new byte[SaltBitSize / 8];

      //Grab Salt from Non-Secret Payload
      Array.Copy(encryptedMessage, nonSecretPayloadLength, cryptSalt, 0, cryptSalt.Length);
      Array.Copy(encryptedMessage, nonSecretPayloadLength + cryptSalt.Length, authSalt, 0, authSalt.Length);

      byte[] cryptKey;
      byte[] authKey;

      //Generate crypt key
      using (var generator = new Rfc2898DeriveBytes(password, cryptSalt, Iterations))
      {
        cryptKey = generator.GetBytes(KeyBitSize / 8);
      }
      //Generate auth key
      using (var generator = new Rfc2898DeriveBytes(password, authSalt, Iterations))
      {
        authKey = generator.GetBytes(KeyBitSize / 8);
      }

      return SimpleDecrypt(encryptedMessage, cryptKey, authKey, cryptSalt.Length + authSalt.Length + nonSecretPayloadLength);
    }
  }
}

Bouncy Castle AES-GCM [Gist]

/*
 * This work (Modern Encryption of a String C#, by James Tuley), 
 * identified by James Tuley, is free of known copyright restrictions.
 * https://gist.github.com/4336842
 * http://creativecommons.org/publicdomain/mark/1.0/ 
 */

using System;
using System.IO;
using System.Text;
using Org.BouncyCastle.Crypto;
using Org.BouncyCastle.Crypto.Engines;
using Org.BouncyCastle.Crypto.Generators;
using Org.BouncyCastle.Crypto.Modes;
using Org.BouncyCastle.Crypto.Parameters;
using Org.BouncyCastle.Security;
namespace Encryption
{

  public static class AESGCM
  {
    private static readonly SecureRandom Random = new SecureRandom();

    //Preconfigured Encryption Parameters
    public static readonly int NonceBitSize = 128;
    public static readonly int MacBitSize = 128;
    public static readonly int KeyBitSize = 256;

    //Preconfigured Password Key Derivation Parameters
    public static readonly int SaltBitSize = 128;
    public static readonly int Iterations = 10000;
    public static readonly int MinPasswordLength = 12;


    /// <summary>
    /// Helper that generates a random new key on each call.
    /// </summary>
    /// <returns></returns>
    public static byte[] NewKey()
    {
      var key = new byte[KeyBitSize / 8];
      Random.NextBytes(key);
      return key;
    }

    /// <summary>
    /// Simple Encryption And Authentication (AES-GCM) of a UTF8 string.
    /// </summary>
    /// <param name="secretMessage">The secret message.</param>
    /// <param name="key">The key.</param>
    /// <param name="nonSecretPayload">Optional non-secret payload.</param>
    /// <returns>
    /// Encrypted Message
    /// </returns>
    /// <exception cref="System.ArgumentException">Secret Message Required!;secretMessage</exception>
    /// <remarks>
    /// Adds overhead of (Optional-Payload + BlockSize(16) + Message +  HMac-Tag(16)) * 1.33 Base64
    /// </remarks>
    public static string SimpleEncrypt(string secretMessage, byte[] key, byte[] nonSecretPayload = null)
    {
      if (string.IsNullOrEmpty(secretMessage))
        throw new ArgumentException("Secret Message Required!", "secretMessage");

      var plainText = Encoding.UTF8.GetBytes(secretMessage);
      var cipherText = SimpleEncrypt(plainText, key, nonSecretPayload);
      return Convert.ToBase64String(cipherText);
    }


    /// <summary>
    /// Simple Decryption & Authentication (AES-GCM) of a UTF8 Message
    /// </summary>
    /// <param name="encryptedMessage">The encrypted message.</param>
    /// <param name="key">The key.</param>
    /// <param name="nonSecretPayloadLength">Length of the optional non-secret payload.</param>
    /// <returns>Decrypted Message</returns>
    public static string SimpleDecrypt(string encryptedMessage, byte[] key, int nonSecretPayloadLength = 0)
    {
      if (string.IsNullOrEmpty(encryptedMessage))
        throw new ArgumentException("Encrypted Message Required!", "encryptedMessage");

      var cipherText = Convert.FromBase64String(encryptedMessage);
      var plainText = SimpleDecrypt(cipherText, key, nonSecretPayloadLength);
      return plainText == null ? null : Encoding.UTF8.GetString(plainText);
    }

    /// <summary>
    /// Simple Encryption And Authentication (AES-GCM) of a UTF8 String
    /// using key derived from a password (PBKDF2).
    /// </summary>
    /// <param name="secretMessage">The secret message.</param>
    /// <param name="password">The password.</param>
    /// <param name="nonSecretPayload">The non secret payload.</param>
    /// <returns>
    /// Encrypted Message
    /// </returns>
    /// <remarks>
    /// Significantly less secure than using random binary keys.
    /// Adds additional non secret payload for key generation parameters.
    /// </remarks>
    public static string SimpleEncryptWithPassword(string secretMessage, string password,
                             byte[] nonSecretPayload = null)
    {
      if (string.IsNullOrEmpty(secretMessage))
        throw new ArgumentException("Secret Message Required!", "secretMessage");

      var plainText = Encoding.UTF8.GetBytes(secretMessage);
      var cipherText = SimpleEncryptWithPassword(plainText, password, nonSecretPayload);
      return Convert.ToBase64String(cipherText);
    }


    /// <summary>
    /// Simple Decryption and Authentication (AES-GCM) of a UTF8 message
    /// using a key derived from a password (PBKDF2)
    /// </summary>
    /// <param name="encryptedMessage">The encrypted message.</param>
    /// <param name="password">The password.</param>
    /// <param name="nonSecretPayloadLength">Length of the non secret payload.</param>
    /// <returns>
    /// Decrypted Message
    /// </returns>
    /// <exception cref="System.ArgumentException">Encrypted Message Required!;encryptedMessage</exception>
    /// <remarks>
    /// Significantly less secure than using random binary keys.
    /// </remarks>
    public static string SimpleDecryptWithPassword(string encryptedMessage, string password,
                             int nonSecretPayloadLength = 0)
    {
      if (string.IsNullOrWhiteSpace(encryptedMessage))
        throw new ArgumentException("Encrypted Message Required!", "encryptedMessage");

      var cipherText = Convert.FromBase64String(encryptedMessage);
      var plainText = SimpleDecryptWithPassword(cipherText, password, nonSecretPayloadLength);
      return plainText == null ? null : Encoding.UTF8.GetString(plainText);
    }

    public static byte[] SimpleEncrypt(byte[] secretMessage, byte[] key, byte[] nonSecretPayload = null)
    {
      //User Error Checks
      if (key == null || key.Length != KeyBitSize / 8)
        throw new ArgumentException(String.Format("Key needs to be {0} bit!", KeyBitSize), "key");

      if (secretMessage == null || secretMessage.Length == 0)
        throw new ArgumentException("Secret Message Required!", "secretMessage");

      //Non-secret Payload Optional
      nonSecretPayload = nonSecretPayload ?? new byte[] { };

      //Using random nonce large enough not to repeat
      var nonce = new byte[NonceBitSize / 8];
      Random.NextBytes(nonce, 0, nonce.Length);

      var cipher = new GcmBlockCipher(new AesFastEngine());
      var parameters = new AeadParameters(new KeyParameter(key), MacBitSize, nonce, nonSecretPayload);
      cipher.Init(true, parameters);

      //Generate Cipher Text With Auth Tag
      var cipherText = new byte[cipher.GetOutputSize(secretMessage.Length)];
      var len = cipher.ProcessBytes(secretMessage, 0, secretMessage.Length, cipherText, 0);
      cipher.DoFinal(cipherText, len);

      //Assemble Message
      using (var combinedStream = new MemoryStream())
      {
        using (var binaryWriter = new BinaryWriter(combinedStream))
        {
          //Prepend Authenticated Payload
          binaryWriter.Write(nonSecretPayload);
          //Prepend Nonce
          binaryWriter.Write(nonce);
          //Write Cipher Text
          binaryWriter.Write(cipherText);
        }
        return combinedStream.ToArray();
      }
    }

    public static byte[] SimpleDecrypt(byte[] encryptedMessage, byte[] key, int nonSecretPayloadLength = 0)
    {
      //User Error Checks
      if (key == null || key.Length != KeyBitSize / 8)
        throw new ArgumentException(String.Format("Key needs to be {0} bit!", KeyBitSize), "key");

      if (encryptedMessage == null || encryptedMessage.Length == 0)
        throw new ArgumentException("Encrypted Message Required!", "encryptedMessage");

      using (var cipherStream = new MemoryStream(encryptedMessage))
      using (var cipherReader = new BinaryReader(cipherStream))
      {
        //Grab Payload
        var nonSecretPayload = cipherReader.ReadBytes(nonSecretPayloadLength);

        //Grab Nonce
        var nonce = cipherReader.ReadBytes(NonceBitSize / 8);

        var cipher = new GcmBlockCipher(new AesFastEngine());
        var parameters = new AeadParameters(new KeyParameter(key), MacBitSize, nonce, nonSecretPayload);
        cipher.Init(false, parameters);

        //Decrypt Cipher Text
        var cipherText = cipherReader.ReadBytes(encryptedMessage.Length - nonSecretPayloadLength - nonce.Length);
        var plainText = new byte[cipher.GetOutputSize(cipherText.Length)];  

        try
        {
          var len = cipher.ProcessBytes(cipherText, 0, cipherText.Length, plainText, 0);
          cipher.DoFinal(plainText, len);

        }
        catch (InvalidCipherTextException)
        {
          //Return null if it doesn't authenticate
          return null;
        }

        return plainText;
      }

    }

    public static byte[] SimpleEncryptWithPassword(byte[] secretMessage, string password, byte[] nonSecretPayload = null)
    {
      nonSecretPayload = nonSecretPayload ?? new byte[] {};

      //User Error Checks
      if (string.IsNullOrWhiteSpace(password) || password.Length < MinPasswordLength)
        throw new ArgumentException(String.Format("Must have a password of at least {0} characters!", MinPasswordLength), "password");

      if (secretMessage == null || secretMessage.Length == 0)
        throw new ArgumentException("Secret Message Required!", "secretMessage");

      var generator = new Pkcs5S2ParametersGenerator();

      //Use Random Salt to minimize pre-generated weak password attacks.
      var salt = new byte[SaltBitSize / 8];
      Random.NextBytes(salt);

      generator.Init(
        PbeParametersGenerator.Pkcs5PasswordToBytes(password.ToCharArray()),
        salt,
        Iterations);

      //Generate Key
      var key = (KeyParameter)generator.GenerateDerivedMacParameters(KeyBitSize);

      //Create Full Non Secret Payload
      var payload = new byte[salt.Length + nonSecretPayload.Length];
      Array.Copy(nonSecretPayload, payload, nonSecretPayload.Length);
      Array.Copy(salt,0, payload,nonSecretPayload.Length, salt.Length);

      return SimpleEncrypt(secretMessage, key.GetKey(), payload);
    }

    public static byte[] SimpleDecryptWithPassword(byte[] encryptedMessage, string password, int nonSecretPayloadLength = 0)
    {
      //User Error Checks
      if (string.IsNullOrWhiteSpace(password) || password.Length < MinPasswordLength)
        throw new ArgumentException(String.Format("Must have a password of at least {0} characters!", MinPasswordLength), "password");

      if (encryptedMessage == null || encryptedMessage.Length == 0)
        throw new ArgumentException("Encrypted Message Required!", "encryptedMessage");

      var generator = new Pkcs5S2ParametersGenerator();

      //Grab Salt from Payload
      var salt = new byte[SaltBitSize / 8];
      Array.Copy(encryptedMessage, nonSecretPayloadLength, salt, 0, salt.Length);

      generator.Init(
        PbeParametersGenerator.Pkcs5PasswordToBytes(password.ToCharArray()),
        salt,
        Iterations);

      //Generate Key
      var key = (KeyParameter)generator.GenerateDerivedMacParameters(KeyBitSize);

      return SimpleDecrypt(encryptedMessage, key.GetKey(), salt.Length + nonSecretPayloadLength);
    }
  }
}

100

Вот пример использования RSA.

Важно: существует ограничение на размер данных, которые вы можете зашифровать с помощью шифрования RSA KeySize - MinimumPadding. например 256 байтов (при использовании ключа 2048 бит) - 42 байта (минимальное заполнение OEAP) = 214 байта (максимальный размер открытого текста)

Замените your_rsa_key ключом RSA.

var provider = new System.Security.Cryptography.RSACryptoServiceProvider();
provider.ImportParameters(your_rsa_key);

var encryptedBytes = provider.Encrypt(
    System.Text.Encoding.UTF8.GetBytes("Hello World!"), true);

string decryptedTest = System.Text.Encoding.UTF8.GetString(
    provider.Decrypt(encryptedBytes, true));

Для получения дополнительной информации посетите MSDN - RSACryptoServiceProvider


49 ов

Если вы используете ASP.Net, теперь вы можете использовать встроенные функции в .Net 4.0 и далее.

System.Web.Security.MachineKey

.Net 4.5 имеет MachineKey.Protect()и MachineKey.Unprotect().

.Net 4.0 имеет MachineKey.Encode()и MachineKey.Decode(). Вы должны просто установить MachineKeyProtection на «Все».

Вне ASP.Net этот класс, похоже, генерирует новый ключ при каждом перезапуске приложения, поэтому он не работает. С быстрым заглядыванием в ILSpy мне кажется, что он генерирует свои собственные значения по умолчанию, если отсутствуют соответствующие параметры app.settings. Таким образом, вы действительно сможете настроить его за пределами ASP.Net.

Мне не удалось найти эквивалент nonASP.Net за пределами пространства имен System.Web.


46

BouncyCastle - отличная библиотека Crypto для .NET, она доступна как пакет Nuget для установки в ваши проекты. Мне это нравится намного больше, чем доступно в библиотеке System.Security.Cryptography. Это дает вам больше возможностей с точки зрения доступных алгоритмов и предоставляет больше режимов для этих алгоритмов.

Это пример реализации TwoFish , написанной Брюсом Шнайером (героем для всех нас параноидальных людей). Это симметричный алгоритм, подобный Rijndael (он же AES). Это был один из трех финалистов стандарта AES и родной брат другого известного алгоритма, написанного Брюсом Шнайером под названием BlowFish.

Первое, что связано с bouncycastle - создать класс шифрования, это упростит реализацию других блочных шифров внутри библиотеки. Следующий класс шифрования принимает общий аргумент T, где T реализует IBlockCipher и имеет конструктор по умолчанию.

ОБНОВЛЕНИЕ: Из-за популярного спроса я решил реализовать генерирование случайного IV, а также включить HMAC в этот класс. Хотя с точки зрения стиля это идет вразрез с принципом единственной ответственности SOLID, из-за характера того, что этот класс я отменил. Теперь этот класс будет принимать два общих параметра: один для шифрования и один для дайджеста. Он автоматически генерирует IV с помощью RNGCryptoServiceProvider для обеспечения хорошей энтропии RNG и позволяет вам использовать любой алгоритм дайджеста, который вы хотите от BouncyCastle, для генерации MAC.

using System;
using System.Security.Cryptography;
using System.Text;
using Org.BouncyCastle.Crypto;
using Org.BouncyCastle.Crypto.Macs;
using Org.BouncyCastle.Crypto.Modes;
using Org.BouncyCastle.Crypto.Paddings;
using Org.BouncyCastle.Crypto.Parameters;

public sealed class Encryptor<TBlockCipher, TDigest>
    where TBlockCipher : IBlockCipher, new()
    where TDigest : IDigest, new()
{
    private Encoding encoding;

    private IBlockCipher blockCipher;

    private BufferedBlockCipher cipher;

    private HMac mac;

    private byte[] key;

    public Encryptor(Encoding encoding, byte[] key, byte[] macKey)
    {
        this.encoding = encoding;
        this.key = key;
        this.Init(key, macKey, new Pkcs7Padding());
    }

    public Encryptor(Encoding encoding, byte[] key, byte[] macKey, IBlockCipherPadding padding)
    {
        this.encoding = encoding;
        this.key = key;
        this.Init(key, macKey, padding);
    }

    private void Init(byte[] key, byte[] macKey, IBlockCipherPadding padding)
    {
        this.blockCipher = new CbcBlockCipher(new TBlockCipher());
        this.cipher = new PaddedBufferedBlockCipher(this.blockCipher, padding);
        this.mac = new HMac(new TDigest());
        this.mac.Init(new KeyParameter(macKey));
    }

    public string Encrypt(string plain)
    {
        return Convert.ToBase64String(EncryptBytes(plain));
    }

    public byte[] EncryptBytes(string plain)
    {
        byte[] input = this.encoding.GetBytes(plain);

        var iv = this.GenerateIV();

        var cipher = this.BouncyCastleCrypto(true, input, new ParametersWithIV(new KeyParameter(key), iv));
        byte[] message = CombineArrays(iv, cipher);

        this.mac.Reset();
        this.mac.BlockUpdate(message, 0, message.Length);
        byte[] digest = new byte[this.mac.GetUnderlyingDigest().GetDigestSize()];
        this.mac.DoFinal(digest, 0);

        var result = CombineArrays(digest, message);
        return result;
    }

    public byte[] DecryptBytes(byte[] bytes)
    {
        // split the digest into component parts
        var digest = new byte[this.mac.GetUnderlyingDigest().GetDigestSize()];
        var message = new byte[bytes.Length - digest.Length];
        var iv = new byte[this.blockCipher.GetBlockSize()];
        var cipher = new byte[message.Length - iv.Length];

        Buffer.BlockCopy(bytes, 0, digest, 0, digest.Length);
        Buffer.BlockCopy(bytes, digest.Length, message, 0, message.Length);
        if (!IsValidHMac(digest, message))
        {
            throw new CryptoException();
        }

        Buffer.BlockCopy(message, 0, iv, 0, iv.Length);
        Buffer.BlockCopy(message, iv.Length, cipher, 0, cipher.Length);

        byte[] result = this.BouncyCastleCrypto(false, cipher, new ParametersWithIV(new KeyParameter(key), iv));
        return result;
    }

    public string Decrypt(byte[] bytes)
    {
        return this.encoding.GetString(DecryptBytes(bytes));
    }

    public string Decrypt(string cipher)
    {
        return this.Decrypt(Convert.FromBase64String(cipher));
    }

    private bool IsValidHMac(byte[] digest, byte[] message)
    {
        this.mac.Reset();
        this.mac.BlockUpdate(message, 0, message.Length);
        byte[] computed = new byte[this.mac.GetUnderlyingDigest().GetDigestSize()];
        this.mac.DoFinal(computed, 0);

        return AreEqual(digest,computed);
    }

    private static bool AreEqual(byte [] digest, byte[] computed)
    {
        if(digest.Length != computed.Length)
        {
            return false;
        }

        int result = 0;
        for (int i = 0; i < digest.Length; i++)
        {
            // compute equality of all bytes before returning.
            //   helps prevent timing attacks: 
            //   https://codahale.com/a-lesson-in-timing-attacks/
            result |= digest[i] ^ computed[i];
        }

        return result == 0;
    }

    private byte[] BouncyCastleCrypto(bool forEncrypt, byte[] input, ICipherParameters parameters)
    {
        try
        {
            cipher.Init(forEncrypt, parameters);

            return this.cipher.DoFinal(input);
        }
        catch (CryptoException)
        {
            throw;
        }
    }

    private byte[] GenerateIV()
    {
        using (var provider = new RNGCryptoServiceProvider())
        {
            // 1st block
            byte[] result = new byte[this.blockCipher.GetBlockSize()];
            provider.GetBytes(result);

            return result;
        }
    }

    private static byte[] CombineArrays(byte[] source1, byte[] source2)
    {
        byte[] result = new byte[source1.Length + source2.Length];
        Buffer.BlockCopy(source1, 0, result, 0, source1.Length);
        Buffer.BlockCopy(source2, 0, result, source1.Length, source2.Length);

        return result;
    }
}

Затем просто вызовите методы шифрования и дешифрования в новом классе, вот пример, используя twofish:

var encrypt = new Encryptor<TwofishEngine, Sha1Digest>(Encoding.UTF8, key, hmacKey);

string cipher = encrypt.Encrypt("TEST");   
string plainText = encrypt.Decrypt(cipher);

Так же легко заменить другой блок-шифр, например TripleDES:

var des = new Encryptor<DesEdeEngine, Sha1Digest>(Encoding.UTF8, key, hmacKey);

string cipher = des.Encrypt("TEST");
string plainText = des.Decrypt(cipher);

Наконец, если вы хотите использовать AES с SHA256 HMAC, вы можете сделать следующее:

var aes = new Encryptor<AesEngine, Sha256Digest>(Encoding.UTF8, key, hmacKey);

cipher = aes.Encrypt("TEST");
plainText = aes.Decrypt(cipher);

Самая сложная часть шифрования на самом деле касается ключей, а не алгоритмов. Вам нужно подумать о том, где вы храните свои ключи, и если вам нужно, как вы их обмениваете. Эти алгоритмы выдержали испытание временем и чрезвычайно трудно сломать. Кто-то, кто хочет украсть у вас информацию, не собирается тратить вечность на криптоанализ на ваши сообщения, они попытаются выяснить, что и где ваш ключ. Итак, # 1 выбирайте свои ключи с умом, # 2 храните их в надежном месте, если вы используете web.config и IIS, тогда вы можете зашифровать части web.config , и, наконец, если вам нужно обменять ключи, убедитесь, что ваш протокол для обмена ключа безопасен.

Обновление 2 Изменен метод сравнения для смягчения против временных атак. Подробнее см. Здесь http://codahale.com/a-lesson-in-timing-attacks/ . Также обновлено до значения по умолчанию для дополнения PKCS7 и добавлено новое конструктор, чтобы конечный пользователь мог выбирать, какие дополнения они хотели бы использовать. Спасибо @CodesInChaos за предложения.

C # ,. сеть, шифрование, моно, криптография,
Похожие вопросы