C#中對(duì)稱加密算法的踩坑日常記錄
1|0前言
有幸接觸了一下傳說中的對(duì)稱加密算法3DES
感覺這些加密算法與我的工作是想去甚遠(yuǎn)的，一般沒什么機(jī)會(huì)接觸這些東西
今次了解了一下3DES這個(gè)對(duì)稱算法
原理算不上明白，算是踩了C#中的一些坑吧
C#中對(duì)于密鑰的處理比較奇怪，花費(fèi)了一晚上一早上的時(shí)間才弄明白
期間偷窺了不少C#的源代碼
下面由我娓娓道來
2|0簡(jiǎn)介
2|13DES算法命名
定義算法最早期的標(biāo)準(zhǔn)被放在ANS X9.52中并在1998年發(fā)布并將其描述為三重?cái)?shù)據(jù)加密算法（簡(jiǎn)稱TDEA），在ANSI X3.92中定義了該算法的三個(gè)操作但是并沒有使用DES或者3DES，直到1999年發(fā)布的FIPS PUB 46-3在正式命名三重?cái)?shù)據(jù)加密算法，大概在2004到2005的樣子才正式引入三重?cái)?shù)據(jù)加密算法，之前一直以TDEA存在著，也就是說TDEA就是3DES，但是沒有使用3DES作為標(biāo)準(zhǔn)術(shù)語。
2|2基本邏輯
三重?cái)?shù)據(jù)加密算法使用包括密鑰K1，密鑰K2和密鑰約束K3，每一個(gè)包含56位不包含奇偶校驗(yàn)，算法實(shí)現(xiàn)公式如下：
ciphertext = EK3(DK2(EK1(plaintext)))
即
密文 = EK3(DK2(EK1(平文)))
用K1對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，用K2對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行解密，用K3對(duì)數(shù)據(jù)再加密。
解密公式為如下：
plaintext = DK1(EK2(DK3(ciphertext)))
即
平文 = DK1(EK2(DK3(密文)))
用K3j對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行解密，用K2對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，用K1對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密。每次加密都處理64位數(shù)據(jù)并形成一塊。
2|33DES加密選項(xiàng)
定義了三種密鑰選項(xiàng)。
（1）三個(gè)密鑰相互獨(dú)立。
（2）K1和K2密鑰獨(dú)立，但K1 = K3。
（3）三個(gè)密鑰相等。
密鑰選項(xiàng)1的強(qiáng)度最高，擁有3 x 56 = 168個(gè)獨(dú)立的密鑰位。
密鑰選項(xiàng)2的安全性稍低，擁有2 x 56 = 112個(gè)獨(dú)立的密鑰位。該選項(xiàng)比簡(jiǎn)單的應(yīng)用DES兩次的強(qiáng)度較高，即使用K1和K2，因?yàn)樗梢苑烙型鞠嘤龉簟?/p>
密鑰選項(xiàng)3等同與DES，只有56個(gè)密鑰位。這個(gè)選項(xiàng)提供了與DES的兼容性，因?yàn)榈?和第2次DES操作相互抵消了。該選項(xiàng)不再為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)科技協(xié)會(huì)（NIST）所推薦，亦不為ISO/IEC 18033-3所支持。
2|4C#實(shí)現(xiàn)
講真簡(jiǎn)介里用來湊字?jǐn)?shù)的這些內(nèi)容我其實(shí)沒怎么看明白
C#中使用TripleDESCryptoServiceProvider類來實(shí)現(xiàn)相關(guān)功能
public static string DesEncrypt(string input, string key)
{
byte[] inputArray = Encoding.UTF8.GetBytes(input);
TripleDESCryptoServiceProvider tripleDES = new TripleDESCryptoServiceProvider();
tripleDES.Key = Encoding.UTF8.GetBytes(key);
tripleDES.Mode = CipherMode.ECB;
tripleDES.Padding = PaddingMode.PKCS7;
ICryptoTransform cTransform = tripleDES.CreateEncryptor();
byte[] resultArray = cTransform.TransformFinalBlock(inputArray, 0, inputArray.Length);
tripleDES.Clear();
return Convert.ToBase64String(resultArray, 0, resultArray.Length);
}
public static string DesDecrypt(string input, string key)
{
byte[] inputArray = Convert.FromBase64String(input);
TripleDESCryptoServiceProvider tripleDES = new TripleDESCryptoServiceProvider();
tripleDES.Key = Encoding.UTF8.GetBytes(key);
tripleDES.Mode = CipherMode.ECB;
tripleDES.Padding = PaddingMode.PKCS7;
ICryptoTransform cTransform = tripleDES.CreateDecryptor();
byte[] resultArray = cTransform.TransformFinalBlock(inputArray, 0, inputArray.Length);
tripleDES.Clear();
return Encoding.UTF8.GetString(resultArray);
}
從下面源碼中看出，該類接收的Key為16位或24位
然后對(duì)于這個(gè)Key，C#似乎有自己的處理方式
以下為個(gè)人理解：
這個(gè)24位的key會(huì)被處理成3個(gè)8字節(jié)的獨(dú)立密鑰參與運(yùn)算
當(dāng)提供24位key時(shí)并沒有什么不妥
但是當(dāng)提供16位的key時(shí) 會(huì)把提供的key拆分成兩個(gè)塊(block) 并以第一個(gè)塊作為第三個(gè)塊組成一個(gè)24位的密鑰
如下：
輸入密鑰：49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55
實(shí)際使用：49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56
可以看出使用了前8位來進(jìn)行后面8位的補(bǔ)全
這時(shí)候你可能要問，如果提供一個(gè)不是16位也不是24位的密鑰時(shí)會(huì)發(fā)生什么
會(huì)拋異常
以上理解都是在.NetFramework中的體現(xiàn)
如果換到NetCore中，效果就又不一樣了
2|5NetCore
在NetCore中不存在TripleDESCryptoServiceProvider 取而代之的是 TripleDES
所以此時(shí)我們的代碼需要稍作修改
public static string DesEncrypt(string input, string key)
{
byte[] inputArray = Encoding.UTF8.GetBytes(input);
var tripleDES = TripleDES.Create();
var byteKey = Encoding.UTF8.GetBytes(key);
tripleDES.Key = byteKey;
tripleDES.Mode = CipherMode.ECB;
tripleDES.Padding = PaddingMode.PKCS7;
ICryptoTransform cTransform = tripleDES.CreateEncryptor();
byte[] resultArray = cTransform.TransformFinalBlock(inputArray, 0, inputArray.Length);
return Convert.ToBase64String(resultArray, 0, resultArray.Length);
}
public static string DesDecrypt(string input, string key)
{
byte[] inputArray = Convert.FromBase64String(input);
var tripleDES = TripleDES.Create();
var byteKey = Encoding.UTF8.GetBytes(key);
tripleDES.Key = byteKey;
tripleDES.Mode = CipherMode.ECB;
tripleDES.Padding = PaddingMode.PKCS7;
ICryptoTransform cTransform = tripleDES.CreateDecryptor();
byte[] resultArray = cTransform.TransformFinalBlock(inputArray, 0, inputArray.Length);
return Encoding.UTF8.GetString(resultArray);
}
NetCore中同樣要求我們提供24位的Key
但是不在兼容16位的Key，如果你提供一個(gè)非24位的Key就會(huì)異常
不過沒關(guān)系，對(duì)于16位的Key我們可以自行處理一下
同理使用前8位補(bǔ)全后8位
public static string DesEncrypt(string input, string key)
{
byte[] inputArray = Encoding.UTF8.GetBytes(input);
var tripleDES = TripleDES.Create();
var byteKey = Encoding.UTF8.GetBytes(key);
//復(fù)制前8位補(bǔ)全后8位
byte[] allKey = new byte[24];
Buffer.BlockCopy(byteKey, 0, allKey, 0, 16);
Buffer.BlockCopy(byteKey, 0, allKey, 16, 8);
tripleDES.Key = allKey;
tripleDES.Mode = CipherMode.ECB;
tripleDES.Padding = PaddingMode.PKCS7;
ICryptoTransform cTransform = tripleDES.CreateEncryptor();
byte[] resultArray = cTransform.TransformFinalBlock(inputArray, 0, inputArray.Length);
return Convert.ToBase64String(resultArray, 0, resultArray.Length);
}
public static string DesDecrypt(string input, string key)
{
byte[] inputArray = Convert.FromBase64String(input);
var tripleDES = TripleDES.Create();
var byteKey = Encoding.UTF8.GetBytes(key);
//復(fù)制前8位補(bǔ)全后8位
byte[] allKey = new byte[24];
Buffer.BlockCopy(byteKey, 0, allKey, 0, 16);
Buffer.BlockCopy(byteKey, 0, allKey, 16, 8);
tripleDES.Key = allKey;
tripleDES.Mode = CipherMode.ECB;
tripleDES.Padding = PaddingMode.PKCS7;
ICryptoTransform cTransform = tripleDES.CreateDecryptor();
byte[] resultArray = cTransform.TransformFinalBlock(inputArray, 0, inputArray.Length);
return Encoding.UTF8.GetString(resultArray);
}
至此就可以正常兼容NetFramework的代碼了
3|0小結(jié)
至此寫下此文，也算是對(duì)3DES有了些許了解吧
需要記住
在.NET Core中利用3DES加密和解密必須要給出3個(gè)密鑰即24個(gè)字節(jié)即使密鑰3和密鑰1相等，它不會(huì)像.NET Framework中會(huì)重用密鑰1中的位數(shù)。
好了，以上就是這篇文章的全部?jī)?nèi)容了，希望本文的內(nèi)容對(duì)大家的學(xué)習(xí)或者工作具有一定的參考學(xué)習(xí)價(jià)值，謝謝大家對(duì)腳本之家的支持。
相關(guān)文章
策略模式是一種定義一系列算法的方法，從概念上來看，所有算法完成的都是相同的工作，只是實(shí)現(xiàn)不同，它可以以相同的方式調(diào)用所有的算法，減少了各種算法類與使用算法類之間的耦合。2016-06-06
C#中foreach循環(huán)對(duì)比for循環(huán)的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)
循環(huán)語句是編程的基本語句，在C#中除了沿用C語言的循環(huán)語句外，還提供了foreach語句來實(shí)現(xiàn)循環(huán)，下面這篇文章主要給大家介紹了關(guān)于C#中foreach循環(huán)對(duì)比for循環(huán)的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)，需要的朋友可以參考借鑒，下面來一起看看吧。2017-09-09
這篇文章介紹了c# 控件截圖的簡(jiǎn)單實(shí)例，有需要的朋友可以參考一下2013-10-10
C#實(shí)現(xiàn)快遞api接口調(diào)用方法
這篇文章主要介紹了C#實(shí)現(xiàn)快遞api接口調(diào)用方法,主要是通過快遞API網(wǎng)接口的服務(wù)，使用的時(shí)候直接申請(qǐng)個(gè)接口UID即可，有需要的小伙伴來參考下吧。2015-03-03
Unity 實(shí)現(xiàn)鼠標(biāo)滑過UI時(shí)觸發(fā)動(dòng)畫的操作
這篇文章主要介紹了Unity 實(shí)現(xiàn)鼠標(biāo)滑過UI時(shí)觸發(fā)動(dòng)畫的操作，具有很好的參考價(jià)值，希望對(duì)大家有所幫助。一起跟隨小編過來看看吧2021-04-04
C#中IEnumerator＜T＞和IEnumerable的區(qū)別
在C#中,IEnumerator<T>和IEnumerable是用于實(shí)現(xiàn)迭代的接口,本文主要介紹了C#中IEnumerator＜T＞和IEnumerable的區(qū)別,具有一定的參考價(jià)值,感興趣的可以了解一下2024-01-01
關(guān)于C#中GUI編程的標(biāo)準(zhǔn)事件問題
這篇文章主要介紹了C#中GUI編程的標(biāo)準(zhǔn)事件,本文給大家介紹的非常詳細(xì)，對(duì)大家的學(xué)習(xí)或工作具有一定的參考借鑒價(jià)值，需要的朋友可以參考下2022-01-01
這篇文章主要給大家介紹了關(guān)于WPF通過線程使用ProcessBar的相關(guān)資料，文中通過示例代碼介紹的非常詳細(xì)，對(duì)大家學(xué)習(xí)或者使用WPF具有一定的參考學(xué)習(xí)價(jià)值，需要的朋友們下面來一起學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)吧2019-04-04
C#?在PDF中添加墨跡注釋Ink?Annotation的步驟詳解
PDF中的墨跡注釋表現(xiàn)為徒手涂鴉式的形狀，該類型的注釋，可任意指定形狀頂點(diǎn)的位置及個(gè)數(shù)，通過指定的頂點(diǎn)，程序?qū)⑦B接各點(diǎn)繪制成平滑的曲線，下面通過C#程序代碼介紹下在pdf中添加注釋的步驟，感興趣的朋友一起看看吧2022-02-02
C# 實(shí)現(xiàn)QQ式截圖功能實(shí)例代碼
本篇文章主要介紹了C# 實(shí)現(xiàn)QQ式截圖功能實(shí)例代碼，小編覺得挺不錯(cuò)的，現(xiàn)在分享給大家，也給大家做個(gè)參考。一起跟隨小編過來看看吧2017-02-02