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NotNET中加密和解密的实现方法一

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.NET将原来独立的API和SDK合并到一个框架中,这对于程序开发人员非常有利。

作者:中国IT实验室 来源:中国IT实验室 2007年9月2日

关键字: 解密 加密 NotNET

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   .NET将原来独立的API和SDK合并到一个框架中,这对于程序开发人员非常有利。它将CryptoAPI改编进.NET的System.Security.Cryptography名字空间,使密码服务摆脱了SDK平台的神秘性,变成了简单的.NET名字空间的使用。由于随着整个框架组件一起共享,密码服务更容易实现了,现在仅仅需要学习System.Security.Cryptography名字空间的功能和用于解决特定方案的类。
  
  加密和解密的算法
  
  System.Security.Cryptography名字空间包含了实现安全方案的类,例如加密和解密数据、管理密钥、验证数据的完整性并确保数据没有被篡改等等。本文重点讨论加密和解密。
  
  加密和解密的算法分为对称(symmetric)算法和不对称(asymmetric)算法。对称算法在加密和解密数据时使用相同的密钥和初始化矢量,典型的有DES、 TripleDES和Rijndael算法,它适用于不需要传递密钥的情况,主要用于本地文档或数据的加密。不对称算法有两个不同的密钥,分别是公共密钥和私有密钥,公共密钥在网络中传递,用于加密数据,而私有密钥用于解密数据。不对称算法主要有RSA、DSA等,主要用于网络数据的加密。
  
  加密和解密本地文档
  
  下面的例子是加密和解密本地文本,使用的是Rijndael对称算法。
  
  对称算法在数据流通过时对它进行加密。因此首先需要建立一个正常的流(例如I/O流)。文章使用FileStream类将文本文件读入字节数组,也使用该类作为输出机制。
  
  接下来定义相应的对象变量。在定义SymmetricAlgorithm抽象类的对象变量时我们可以指定任何一种对称加密算法提供程序。代码使用的是Rijndael算法,但是很容易改为DES或者TripleDES算法。.NET使用强大的随机密钥设置了提供程序的实例,选择自己的密钥是比较危险的,接受计算机产生的密钥是一个更好的选择,文中的代码使用的是计算机产生的密钥。
  
  下一步,算法实例提供了一个对象来执行实际数据传输。每种算法都有CreateEncryptor和CreateDecryptor两个方法,它们返回实现ICryptoTransform接口的对象。
  
  最后,现在使用BinaryReader的ReadBytes方法读取源文件,它会返回一个字节数组。BinaryReader读取源文件的输入流,在作为CryptoStream.Write方法的参数时调用ReadBytes方法。指定的CryptoStream实例被告知它应该操作的下层流,该对象将执行数据传递,无论流的目的是读或者写。
  
  下面是加密和解密一个文本文件的源程序片断:
  
  namespace com.billdawson.crypto
  {
  class TextFileCrypt
  {
  public static void Main(string[] args)
  {
  string file = args[0];
  string tempfile = Path.GetTempFileName();
  //打开指定的文件
  FileStream fsIn = File.Open(file,FileMode.Open,
  FileAccess.Read);
  FileStream fsOut = File.Open(tempfile, FileMode.Open,
  FileAccess.Write);
  //定义对称算法对象实例和接口
  SymmetricAlgorithm symm = new RijndaelManaged();
  ICryptoTransform transform = symm.CreateEncryptor();
  CryptoStream cstream = new CryptoStream(fsOut,transform,
  ryptoStreamMode.Write);
  
  BinaryReader br = new BinaryReader(fsIn);
  // 读取源文件到cryptostream
  cstream.Write(br.ReadBytes((int)fsIn.Length),0,(int)fsIn.Length);
  cstream.FlushFinalBlock();
  cstream.Close();
  fsIn.Close();
  fsOut.Close();
  
  Console.WriteLine("created encrypted file {0}", tempfile);
  Console.WriteLine("will now decrypt and show contents");
  
  // 反向操作--解密刚才加密的临时文件
  fsIn = File.Open(tempfile,FileMode.Open,FileAccess.Read);
  transform = symm.CreateDecryptor();
  cstream = new CryptoStream(fsIn,transform,
  CryptoStreamMode.Read);
  
  StreamReader sr = new StreamReader(cstream);
  Console.WriteLine("decrypted file text: " + sr.ReadToEnd());
  fsIn.Close();
  }
  }
  }
  
  加密网络数据
  
  如果我有一个只想自己看到的文档,我不会简单的通过e-mail发送给你。我将使用对称算法加密它;如果有人截取了它,他们也不能阅读该文档,因为他们没有用于加密的唯一密钥。但是你也没有密钥。我需要使用某种方式将密钥给你,这样你才能解密文档,但是不能冒密钥和文档被截取的风险。
  
  非对称算法就是一种解决方案。这类算法使用的两个密钥有如下关系:使用公共密钥加密的信息只能被相应的私有密钥解密。因此,我首要求你给我发送你的公共密钥。在发送给我的途中可能有人会截取它,但是没有关系,因为他们只能使用该密钥给你的信息加密。我使用你的公共密钥加密文档并发送给你。

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