C#加解密之AES算法的实现

2024-04-02 19:04:59 576人浏览薄情痞子

摘要

目录实现功能开发环境实现代码实现效果从这一篇开始呢，写一下常用的一些加解密方式。一般我们来说呢，对于加密，我们分为可逆和不可逆。可逆加密又可分为对称加密（AES、DES等）和非对称加

从这一篇开始呢，写一下常用的一些加解密方式。一般我们来说呢，对于加密，我们分为可逆和不可逆。可逆加密又可分为对称加密（AES、DES等）和非对称加密（RSA），还有就是一些编码加密等（BASE64）；不可逆的呢，大部分又都称为摘要算法（MD5、SHA）。

其实上面扯这些也是白扯，对于一般用户来讲，我从明文能变成看不懂的密文就是加密了，管他叫什么，为什么要写这些，因为我发现很多人喜欢较真，拿MD5来说吧，专业点来讲，他确实是摘要算法而不是加密算法，但很多人就是喜欢称为MD5加密，反正我觉得没啥大问题，因为的确可以理解成一种不可逆的加密，大家既然说顺口了就按顺口的来吧，反正都懂就行。

这一篇主要来写一下对称加密算法中的AES加密，什么是对称加密？简单理解来说，我只有这一把钥匙，它既可以开锁也可以关锁，其他钥匙肯定不行。

AES是块加密，稍微介绍一些AES的参数以及约束：

Key（密钥）：AES的密钥长度必须为128Bit、192Bit、256Bit（一般又都称为AES128，AES192，AES256），我们一般使用的字母数字等，占位都是1Byte，根据换算公式 1 Byte=8 Bit，所以我们的密钥长度就只能是16、24、32；
IV（向量）：“加密”初始块，一般为128Bit，即长度为16，与块的长度一样
Mode（加密模式）：可分为CBC（密码块链模式）、ECB（电子密码本模式）、OFB（输出反馈模式）、 CFB（密码反馈模式）、CTS（密码文本窃用模式）、CTR（计数器模式）
Padding（填充模式）：NoPadding（不填充）、PKCS7（每个字节填充该字节序列的长度）、Zeros（填充0）、ANSIX923（最后一个字节填充字节序列的长度，其余字节均填充数字零）、ISO10126（最后一个字节填充字节序列的长度，其余字节填充随机数据）、PKCS5（和PKCS7一样）

理解了上面所描述的那些参数之后（其实不理解有没关系，只是做一下基础了解，我们大部分都只是做应用层，能用就行了）；接下来我们使用代码来实现，更直观的感受下。

实现功能

使用AES加密方式加解密文本数据

开发环境

开发工具：Visual Studio 2013

.net Framework版本：4.5

实现代码

public class AesUtil
    {
        /// <summary>
        /// AES加密
        /// </summary>
        /// <param name="aesModel"></param>
        /// <returns></returns>
        public static byte[] Encrypt(AesModel aesModel)
        {
            //使用32位密钥
            byte[] key32 = new byte[32];
            //如果我们的密钥不是32为，则自动补全到32位
            byte[] byteKey = Encoding.UTF8.GetBytes(aesModel.Key.PadRight(key32.Length));
            //复制密钥
            Array.Copy(byteKey, key32, key32.Length);

            //使用16位向量
            byte[] iv16 = new byte[16];
            //如果我们的向量不是16为，则自动补全到16位
            byte[] byteIv = Encoding.UTF8.GetBytes(aesModel.IV.PadRight(iv16.Length));
            //复制向量
            Array.Copy(byteIv, iv16, iv16.Length);

            // 创建加密对象,Rijndael 算法
            //Rijndael RijndaelAes = Rijndael.Create();
            RijndaelManaged RijndaelAes = new RijndaelManaged();
            RijndaelAes.Mode = aesModel.Mode;
            RijndaelAes.Padding = aesModel.Padding;
            RijndaelAes.Key = key32;
            RijndaelAes.IV = iv16;
            byte[] result = null;
            try
            {
                using (MemoryStream ms = new MemoryStream())
                {
                    using (CryptoStream EncryptStream = new CryptoStream(ms, RijndaelAes.CreateEncryptor(), CryptoStreamMode.Write))
                    {
                        EncryptStream.Write(aesModel.Data, 0, aesModel.Data.Length);
                        EncryptStream.FlushFinalBlock();
                        result = ms.ToArray();
                    }
                }
            }
            catch { }
            return result;
        }

        /// <summary>
        /// AES解密
        /// </summary>
        /// <param name="aesModel"></param>
        /// <returns></returns>
        public static byte[] Decrypt(AesModel aesModel)
        {
            //使用32位密钥
            byte[] key32 = new byte[32];
            //如果我们的密钥不是32为，则自动补全到32位
            byte[] byteKey = Encoding.UTF8.GetBytes(aesModel.Key.PadRight(key32.Length));
            //复制密钥
            Array.Copy(byteKey, key32, key32.Length);

            //使用16位向量
            byte[] iv16 = new byte[16];
            //如果我们的向量不是16为，则自动补全到16位
            byte[] byteIv = Encoding.UTF8.GetBytes(aesModel.IV.PadRight(iv16.Length));
            //复制向量
            Array.Copy(byteIv, iv16, iv16.Length);

            // 创建解密对象,Rijndael 算法
            //Rijndael RijndaelAes = Rijndael.Create();
            RijndaelManaged RijndaelAes = new RijndaelManaged();
            RijndaelAes.Mode = aesModel.Mode;
            RijndaelAes.Padding = aesModel.Padding;
            RijndaelAes.Key = key32;
            RijndaelAes.IV = iv16;
            byte[] result = null;
            try
            {
                using (MemoryStream ms = new MemoryStream(aesModel.Data))
                {
                    using (CryptoStream DecryptStream = new CryptoStream(ms, RijndaelAes.CreateDecryptor(), CryptoStreamMode.Read))
                    {
                        using (MemoryStream msResult = new MemoryStream())
                        {
                            byte[] temp = new byte[1024*1024];
                            int len = 0;
                            while ((len = DecryptStream.Read(temp, 0, temp.Length)) > 0)
                            {
                                msResult.Write(temp, 0, len);
                            }

                            result = msResult.ToArray();
                        }
                    }
                }
            }
            catch { }
            return result;
        }

        /// <summary>
        /// AES加密字符串
        /// </summary>
        /// <param name="data"></param>
        /// <param name="key"></param>
        /// <param name="iv"></param>
        /// <returns></returns>
        public static string Encrypt(string data, string key, string iv="")
        {
            byte[] bytes = Encoding.UTF8.GetBytes(data);
            byte[] result = Encrypt(new AesModel
            {
                Data = bytes,
                Key = key,
                IV = iv,
                Mode = CipherMode.CBC,
                Padding = PaddingMode.PKCS7
            });
            if (result == null)
            {
                return "";
            }
            return Convert.ToBase64String(result);
        }

        /// <summary>
        /// AES解密字符串
        /// </summary>
        /// <param name="data"></param>
        /// <param name="key"></param>
        /// <param name="iv"></param>
        /// <returns></returns>
        public static string Decrypt(string data, string key, string iv = "")
        {
            byte[] bytes = Convert.FromBase64String(data);
            byte[] result = Decrypt(new AesModel
            {
                Data = bytes,
                Key = key,
                IV = iv,
                Mode = CipherMode.CBC,
                Padding = PaddingMode.PKCS7
            });
            if (result == null)
            {
                return "";
            }
            return Encoding.UTF8.GetString(result);
        }


        public class AesModel
        {
            /// <summary>
            /// 需要加密/解密的数据
            /// </summary>
            public byte[] Data { get; set; }

            /// <summary>
            /// 密钥
            /// </summary>
            public string Key { get; set; }

            /// <summary>
            /// 向量
            /// </summary>
            public string IV { get; set; }

            /// <summary>
            /// 加密模式
            /// </summary>
            public CipherMode Mode { get; set; }

            /// <summary>
            /// 填充模式
            /// </summary>
            public PaddingMode Padding { get; set; }
        }
    }

private void btn_Aes_Encrypt_Click(object sender, EventArgs e)
        {
          string result= AesUtil.Encrypt(textBox1.Text, "12345678900987654321");
          textBox2.Text = result;
        }

        private void btn_Aes_Decrypt_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            string result = AesUtil.Decrypt(textBox2.Text, "12345678900987654321");
            textBox1.Text = result;
        }