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C#對(duì)稱加密與非對(duì)稱加密實(shí)例

更新時(shí)間：2014年10月22日 10:08:09 投稿：shichen2014

這篇文章主要介紹了C#對(duì)稱加密與非對(duì)稱加密實(shí)例,詳細(xì)分析了對(duì)稱加密與非對(duì)稱加密的原理與具體實(shí)現(xiàn)方法,具有一定的實(shí)用價(jià)值,需要的朋友可以參考下

本文實(shí)例講述了C#對(duì)稱加密與非對(duì)稱加密的原理與實(shí)現(xiàn)方法，分享給大家供大家參考。具體分析如下：

一、對(duì)稱加密（Symmetric Cryptography）

對(duì)稱加密是最快速、最簡(jiǎn)單的一種加密方式，加密（encryption）與解密（decryption）用的是同樣的密鑰（secret key）。對(duì)稱加密有很多種算法，由于它效率很高，所以被廣泛使用在很多加密協(xié)議的核心當(dāng)中。

對(duì)稱加密通常使用的是相對(duì)較小的密鑰，一般小于256 bit。因?yàn)槊荑€越大，加密越強(qiáng)，但加密與解密的過(guò)程越慢。如果你只用1 bit來(lái)做這個(gè)密鑰，那黑客們可以先試著用0來(lái)解密，不行的話就再用1解；但如果你的密鑰有1 MB大，黑客們可能永遠(yuǎn)也無(wú)法破解，但加密和解密的過(guò)程要花費(fèi)很長(zhǎng)的時(shí)間。密鑰的大小既要照顧到安全性，也要照顧到效率，是一個(gè)trade-off。

2000年10月2日，美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究所（NIST--American National Institute of Standards and Technology）選擇了Rijndael算法作為新的高級(jí)加密標(biāo)準(zhǔn)（AES--Advanced Encryption Standard）。.NET中包含了Rijndael算法，類名叫RijndaelManaged，下面舉個(gè)例子。

加密過(guò)程：

復(fù)制代碼代碼如下:

private string myData = "hello";
private string myPassword = "OpenSesame";
private byte[] cipherText;
private byte[] salt = { 0x0, 0x1, 0x2, 0x3, 0x4, 0x5, 0x6, 0x5, 0x4, 0x3, 0x2, 0x1, 0x0 };

private void mnuSymmetricEncryption_Click(object sender, RoutedEventArgs e)
{
    var key = new Rfc2898DeriveBytes(myPassword, salt);
    // Encrypt the data.
    var algorithm = new RijndaelManaged();
    algorithm.Key = key.GetBytes(16);
    algorithm.IV = key.GetBytes(16);
    var sourceBytes = new System.Text.UnicodeEncoding().GetBytes(myData);
    using (var sourceStream = new MemoryStream(sourceBytes))
    using (var destinationStream = new MemoryStream())
    using (var crypto = new CryptoStream(sourceStream, algorithm.CreateEncryptor(), CryptoStreamMode.Read))
    {
moveBytes(crypto, destinationStream);
cipherText = destinationStream.ToArray();
    }
    MessageBox.Show(String.Format("Data:{0}{1}Encrypted and Encoded:{2}", myData, Environment.NewLine, Convert.ToBase64String(cipherText)));
}
private void moveBytes(Stream source, Stream dest)
{
    byte[] bytes = new byte[2048];
    var count = source.Read(bytes, 0, bytes.Length);
    while (0 != count)
    {
dest.Write(bytes, 0, count);
count = source.Read(bytes, 0, bytes.Length);
    }
}

解密過(guò)程：

復(fù)制代碼代碼如下:

private void mnuSymmetricDecryption_Click(object sender, RoutedEventArgs e)

{

    if (cipherText == null)

    {

 MessageBox.Show("Encrypt Data First!");

 return;

    }

    var key = new Rfc2898DeriveBytes(myPassword, salt);

    // Try to decrypt, thus showing it can be round-tripped.

    var algorithm = new RijndaelManaged();

    algorithm.Key = key.GetBytes(16);

    algorithm.IV = key.GetBytes(16);

    using (var sourceStream = new MemoryStream(cipherText))

    using (var destinationStream = new MemoryStream())

    using (var crypto = new CryptoStream(sourceStream, algorithm.CreateDecryptor(), CryptoStreamMode.Read))

    {

 moveBytes(crypto, destinationStream);

 var decryptedBytes = destinationStream.ToArray();

 var decryptedMessage = new UnicodeEncoding().GetString(

 decryptedBytes);

 MessageBox.Show(decryptedMessage);

    }

}

對(duì)稱加密的一大缺點(diǎn)是密鑰的管理與分配，換句話說(shuō)，如何把密鑰發(fā)送到需要解密你的消息的人的手里是一個(gè)問(wèn)題。在發(fā)送密鑰的過(guò)程中，密鑰有很大的風(fēng)險(xiǎn)會(huì)被黑客們攔截?，F(xiàn)實(shí)中通常的做法是將對(duì)稱加密的密鑰進(jìn)行非對(duì)稱加密，然后傳送給需要它的人。

二、非對(duì)稱加密（Asymmetric Cryptography）

非對(duì)稱加密為數(shù)據(jù)的加密與解密提供了一個(gè)非常安全的方法，它使用了一對(duì)密鑰，公鑰（public key）和私鑰（private key）。私鑰只能由一方安全保管，不能外泄，而公鑰則可以發(fā)給任何請(qǐng)求它的人。非對(duì)稱加密使用這對(duì)密鑰中的一個(gè)進(jìn)行加密，而解密則需要另一個(gè)密鑰。比如，你向銀行請(qǐng)求公鑰，銀行將公鑰發(fā)給你，你使用公鑰對(duì)消息加密，那么只有私鑰的持有人--銀行才能對(duì)你的消息解密。與對(duì)稱加密不同的是，銀行不需要將私鑰通過(guò)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送出去，因此安全性大大提高。

目前最常用的非對(duì)稱加密算法是RSA算法，是Rivest, Shamir, 和Adleman于1978年發(fā)明，他們那時(shí)都是在MIT。.NET中也有RSA算法，請(qǐng)看下面的例子：

加密過(guò)程：

復(fù)制代碼代碼如下:

private byte[] rsaCipherText;

private void mnuAsymmetricEncryption_Click(object sender, RoutedEventArgs e)

{

    var rsa = 1;

    // Encrypt the data.

    var cspParms = new CspParameters(rsa);

    cspParms.Flags = CspProviderFlags.UseMachineKeyStore;

    cspParms.KeyContainerName = "My Keys";

    var algorithm = new RSACryptoServiceProvider(cspParms);

    var sourceBytes = new UnicodeEncoding().GetBytes(myData);

    rsaCipherText = algorithm.Encrypt(sourceBytes, true);

    MessageBox.Show(String.Format("Data: {0}{1}Encrypted and Encoded: {2}",

 myData, Environment.NewLine,

 Convert.ToBase64String(rsaCipherText)));

}

解密過(guò)程：

復(fù)制代碼代碼如下:

private void mnuAsymmetricDecryption_Click(object sender, RoutedEventArgs e)

{

    if(rsaCipherText==null)

    {

 MessageBox.Show("Encrypt First!");

 return;

    }

    var rsa = 1;

    // decrypt the data.

    var cspParms = new CspParameters(rsa);

    cspParms.Flags = CspProviderFlags.UseMachineKeyStore;

    cspParms.KeyContainerName = "My Keys";

    var algorithm = new RSACryptoServiceProvider(cspParms);

    var unencrypted = algorithm.Decrypt(rsaCipherText, true);

    MessageBox.Show(new UnicodeEncoding().GetString(unencrypted));

}

雖然非對(duì)稱加密很安全，但是和對(duì)稱加密比起來(lái)，它非常的慢，所以我們還是要用對(duì)稱加密來(lái)傳送消息，但對(duì)稱加密所使用的密鑰我們可以通過(guò)非對(duì)稱加密的方式發(fā)送出去。為了解釋這個(gè)過(guò)程，請(qǐng)看下面的例子：

① Alice需要在銀行的網(wǎng)站做一筆交易，她的瀏覽器首先生成了一個(gè)隨機(jī)數(shù)作為對(duì)稱密鑰。

② Alice的瀏覽器向銀行的網(wǎng)站請(qǐng)求公鑰。

③ 銀行將公鑰發(fā)送給Alice。

④ Alice的瀏覽器使用銀行的公鑰將自己的對(duì)稱密鑰加密。

⑤ Alice的瀏覽器將加密后的對(duì)稱密鑰發(fā)送給銀行。

⑥ 銀行使用私鑰解密得到Alice瀏覽器的對(duì)稱密鑰。

⑦ Alice與銀行可以使用對(duì)稱密鑰來(lái)對(duì)溝通的內(nèi)容進(jìn)行加密與解密了。