加密算法之对称加密

 

一：简介

     对称加密采用单密钥加密方式，不论是加密还是解密都是用同一个密钥，即“一把钥匙开一把锁”。对称加密的好处在于操作简单、管理方便、速度快。它的缺点在于密钥在网络传输中容易被窃听，每个密钥只能应用一次，对密钥管理造成了困难。对称加密的实现形式和加密算法的公开性使它依赖于密钥的安全性，而不是算法的安全性。

二：引入加密类库 

using System.Security.Cryptography;  //包含所有加密任务的核心类
using System.Security.Cryptography.Xml; //包含结合使用System.Security.Cryptography类，对XML文档部分内容进行加密和签名的类
using System.Security.Cryptography.X509Certificates; //包含允许检索证书信息的类

三：对称密码算法

算 法	抽象算法类	默认实现类	有效密钥大小	默认密钥大小
DES	DES	DESCryptoServiceProvider	64位	64
TripleDES	TripleDES	TripleDESCryptoServiceProvider	128,192	192
RC2	RC2	RC2CryptoServiceProvider	40-128	128
Rijndael	Rijndael	RijndaelManaged	128,192,256	256

①DES:对称加密算法中最经典的算法莫过于DES加密算法。DES加密采用的是分组加密的方法，使用56位密钥加密64位明文，最后产生64位密文

②TripleDES：由于DES算法安全性方面的原因，为了提高DES算法的抗攻击性，因此提出了Triple-DES算法。用两个密钥对数据进行3次加密/解密运算。即首先使用第一个密钥对数据进行加密，然后用第二个密钥对其进行解密，最后用第一个密钥再加密

③RC2：该算法设计的目的是用来取代DES算法，它采用密钥长度可变的对明文采取64位分组的分组加密算法，属于Festel网络结构。

④Rijndael：是一个反复运算的加密算法，它允许可变动的数据区块及密钥的长度。数据区块与密钥长度的变动是各自独立的。

 

属性	说明
BlockSize	使用该算法在一次操作中可以加密或解密的数据基本单位。
Key	用于加密或解密数据的秘密值。
KeySize	分配给秘密密钥的位数。
IV	初始化向量，提供加密过程额外输入并提高安全性，初始化向量与密钥一样，加密者和解密者都必须知道，不过，它不需要保密。 重点：IV的长度总是和BlockSize 数据块的长度一样！
LegalBlockSizes	获取对称算法支持的块大小。
LegalKeySizes	获取对称算法支持的密钥大小。

四：栗子

①DES加密算法的使用。

从第一个表可以看到密码是64位，8位一个字节，转换成byte数组就是长度为8

          DES des = DES.Create();
                Encoding e = Encoding.UTF8;
                string str = DesCryptor(des, "讲文明树新风，北京朝阳区", e, "beijing8", "chaoyang");
                Console.WriteLine(str);
                var txt = DESDecryptor(des, str, e, "beijing8", "chaoyang");

      /// <summary>
        /// 加密
        /// </summary>
        /// <param name="des">算法</param>
        /// <param name="str">明文</param>
        /// <param name="e">编码</param>
        /// <param name="key">秘钥</param>
        /// <param name="iv">初始化向量</param>
        /// <returns></returns>
        private string DesCryptor(DES des, string str, Encoding e, string key, string iv)
        {
            if (string.IsNullOrEmpty(str) || string.IsNullOrEmpty(key) || string.IsNullOrEmpty(iv))
                Console.WriteLine("参数不正确！");
            CryptoStream cs = null;
            Encoding ec = e ?? Encoding.Default;
            Byte[] StrBytes = ec.GetBytes(str);
            Byte[] KeyBytes = Encoding.ASCII.GetBytes(key);
            Byte[] IVBytes = Encoding.ASCII.GetBytes(iv);
            try
            {
                MemoryStream ms = new MemoryStream();
                cs = new CryptoStream(ms, des.CreateEncryptor(KeyBytes, IVBytes), CryptoStreamMode.Write);
                cs.Write(StrBytes, 0, StrBytes.Length);
                cs.FlushFinalBlock();
                return Convert.ToBase64String(ms.ToArray());
            }
            catch (CryptographicException ex)
            {
                throw new ArgumentException(ex.Message);
            }
            finally
            {
                cs?.Close();
            }
        }

        /// <summary>
        /// 解密
        /// </summary>
        /// <param name="des">算法</param>
        /// <param name="str">密文</param>
        /// <param name="e">编码</param>
        /// <param name="key">秘钥</param>
        /// <param name="iv">初始化向量</param>
        /// <returns></returns>
        private object DESDecryptor(DES des, string str, Encoding e, string key, string iv)
        {
            if (string.IsNullOrEmpty(str)
       || string.IsNullOrEmpty(key)
       || string.IsNullOrEmpty(iv))
                throw new ArgumentNullException("参数不正确！");
            CryptoStream cs = null;
            Encoding ec = e ?? Encoding.Default;
            Byte[] StrBytes = Convert.FromBase64String(str);
            Byte[] KeyBytes = Encoding.ASCII.GetBytes(key);
            Byte[] IVBytes = Encoding.ASCII.GetBytes(iv);
            try
            {
                MemoryStream ms = new MemoryStream();
                cs = new CryptoStream(ms, des.CreateDecryptor(KeyBytes, IVBytes), CryptoStreamMode.Write);
                cs.Write(StrBytes, 0, StrBytes.Length);
                cs.FlushFinalBlock();
                return ec.GetString(ms.ToArray());
            }
            catch (CryptographicException ex)
            {
                throw new ArgumentException(ex.Message);
            }
            finally
            {
                cs?.Close();
            }
        }

②剩下的加密算法，只需要更换类名即可

TripleDES算法：

      TripleDES des = TripleDES.Create();
       Encoding e = Encoding.UTF8;
       string str = DesCryptor(des, "讲文明树新风，北京朝阳区", e, "beijing8", "chaoyang");
       Console.WriteLine(str);
       var txt = DESDecryptor(des, str, e, "beijing8", "chaoyang");

RC2算法：

     RC2 des = RC2.Create();
     Encoding e = Encoding.UTF8;
     string str = DesCryptor(des, "讲文明树新风，北京朝阳区", e, "beijing8", "chaoyang");
     Console.WriteLine(str);
     var txt = DESDecryptor(des, str, e, "beijing8", "chaoyang");

Rijndael算法：

     Rijndael des = Rijndael.Create();
     Encoding e = Encoding.UTF8;
     string str = DesCryptor(des, "讲文明树新风，北京朝阳区", e, "beijing8", "chaoyang");
     Console.WriteLine(str);
     var txt = DESDecryptor(des, str, e, "beijing8", "chaoyang");

参考来源：http://www.cnblogs.com/hailan2012/archive/2012/02/04/2338539.html