asp.net core常见的4种数据加密算法

0. 前言

这一篇我们将介绍一下.net core 的加密和解密。在web应用程序中，用户的密码会使用md5值作为密码数据存储起来。而在其他的情况下，也会使用加密和解密的功能。

常见的加密算法分为对称加密和非对称加密。所谓的对称加密是指加密密钥和解密密钥是同一个，非对称加密是值加密密钥和解密迷药不同。而我们常应用在保存用户登录密码这个过程中的md5本质上并不是加密算法，而是一种信息摘要算法。不过md5尽量保证了每个字符串最后计算出来的值都不一样，所以在密码保存中常用md5做为保密值。

1. 常见对称加密算法

对称加密算法，简单的说就是加密和解密使用相同的密钥进行运算。对于大多数加密算法，解密和加密是一个互逆的运算。对称加密算法的安全性取决于密钥的长度，密钥越长越安全。当然，不建议使用过长的密钥。

那么，我们来看看常见的对称加密算法有哪些吧，以及c#该如何实现。

1.1 des 和 desede 算法

des算法和desede算法（又称三重des算法） 统称des系列算法。des全称为data encryption standard，即数据加密标准，是一种使用密钥加密的块算法。而desede就是针对同一块数据做三次des加密。这里就不对原理做过多的介绍了，来看看.net core里如何实现des加/解密吧。

在utils项目里，创建目录security：

在security目录下，创建deshelper类：

namespace utils.security
{
  public class deshelper
  {
    
  }
}

加密解密实现：

using system;
using system.io;
using system.security.cryptography;
using system.text;

namespace utils.security
{
  public static class deshelper
  {
    static deshelper()
    {
      deshandler = des.create("des");
      deshandler.key = convert.frombase64string("l1yzjgb2si4=");
      deshandler.iv = convert.frombase64string("uecgi4jsauy=");
    }

    private static des deshandler { get; }

    /// <summary>
    /// 加密字符
    /// </summary>
    /// <param name="source"></param>
    /// <returns></returns>
    public static string encrypt(string source)
    {
      try
      {
        using (var memstream = new memorystream())
        using (var cryptstream = new cryptostream(memstream, deshandler.createencryptor(deshandler.key, deshandler.iv),
          cryptostreammode.write))
        {
          var bytes = encoding.utf8.getbytes(source);
          cryptstream.write(bytes, 0, bytes.length);
          cryptstream.flushfinalblock();
          
          return convert.tobase64string(memstream.toarray());
        }
      }
      catch (exception e)
      {
        console.writeline(e);
        return null;
      }
    }

    /// <summary>
    /// 解密
    /// </summary>
    /// <param name="source"></param>
    /// <returns></returns>
    public static string decrypt(string source)
    {
      try
      {
        using (var mstream = new memorystream(convert.frombase64string(source)))
        using (var cryptostream =
          new cryptostream(mstream, deshandler.createdecryptor(deshandler.key, deshandler.iv), cryptostreammode.read))
        using (var reader = new streamreader(cryptostream))
        {
          return reader.readtoend();
        }
      }
      catch (exception e)
      {
        console.writeline(e);
        return null;
      }
    }
  }
}

每次调用deshandler = des.create("des"); 都会重新获得一个des算法实现实例，这样每次获取的实例中key、iv这两个属性的值也会发生变化。如果直接使用会出现这次加密的数据下次就没法解密了，为了减少这种情况，所以代码处手动赋值了key、iv这两个属性。

1.2 aes 加密算法

aes算法（advanced encryption standard）也就是高级数据加密标准算法，是为了解决des算法中的存在的漏洞而提出的算法标准。现行的aes算法核心是rijndael算法。当然了，这个不用太过于关心。我们直接看看是如何实现吧：

同样，在security目录创建一个aeshelper类：

namespace utils.security
{
  public static class aeshelper
  {
    
  }
}

具体的加解密实现：

using system;
using system.io;
using system.security.cryptography;

namespace utils.security
{
  public static class aeshelper
  {
    static aeshelper()
    {
      aeshandler = aes.create();
      aeshandler.key = convert.frombase64string("lb2bxrjdi4uujk3kezyq0obusgavb1syjuafq9ovw0y=");
      aeshandler.iv = convert.frombase64string("6lra6cex26fazwj1r4pcog==");
    }

    private static aes aeshandler { get; }

    public static string encrypt(string source)
    {
      using (var mem = new memorystream())
      using (var stream = new cryptostream(mem, aeshandler.createencryptor(aeshandler.key, aeshandler.iv),
        cryptostreammode.write))
      {
        using (var writer = new streamwriter(stream))
        {
          writer.write(source);
        }  
        return convert.tobase64string(mem.toarray());
      }
      
    }

    public static string decrypt(string source)
    {
      var data = convert.frombase64string(source);
      using (var mem = new memorystream(data))
      using (var crypto = new cryptostream(mem, aeshandler.createdecryptor(aeshandler.key, aeshandler.iv),
        cryptostreammode.read))
      using (var reader = new streamreader(crypto))
      {
        return reader.readtoend();
      }
    }
  }
}

2. 常见非对称加密算法

非对称加密算法，指的是加密密钥和解密密钥并不相同。非对称加密算法的秘钥通常成对出现，分为公开密钥和私有密钥。公开密钥可以以公开的形式发给数据交互方，而不会产生泄密的风险。因为非对称加密算法，无法通过公开密钥推算私有密钥，反之亦然。

通常，非对称加密算法是用公钥进行加密，使用私钥进行解密。

2.1 rsa算法

rsa算法是标准的非对称加密算法，名字来源是三位发明者的姓氏首字母。rsa公开密钥密码*是一种使用不同的加密密钥与解密密钥，“由已知加密密钥推导出解密密钥在计算上是不可行的”密码* 。其安全性取决于密钥的长度，1024位的密钥几乎不可能被破解。

同样，在utils.security下创建rsahelper类：

namespace utils.security
{
  public static class rsahelper
  {
    
  }
}

具体实现：

using system;
using system.security.cryptography;

namespace utils.security
{
  public static class rsahelper
  {
    public static rsaparameters publickey { get; private set; }
    public static rsaparameters privatekey { get; private set; }

    static rsahelper()
    {
      
    }

    public static void initwindows()
    {
      var parameters = new cspparameters()
      {
        keycontainername = "rsahelper" // 默认的rsa保存密钥的容器名称
      };
      var handle = new rsacryptoserviceprovider(parameters);
      publickey = handle.exportparameters(false);
      privatekey = handle.exportparameters(true);
    }

    public static void exportkeypair(string publickeyxmlstring, string privatekeyxmlstring)
    {
      var handle = new rsacryptoserviceprovider();
      handle.fromxmlstring(privatekeyxmlstring);
      privatekey = handle.exportparameters(true);
      handle.fromxmlstring(publickeyxmlstring);
      publickey = handle.exportparameters(false);
    }
    public static byte[] encrypt(byte[] datatoencrypt)
    {
      try
      {
        byte[] encrypteddata;
        using (rsacryptoserviceprovider rsa = new rsacryptoserviceprovider())
        {
          rsa.importparameters(publickey);
          encrypteddata = rsa.encrypt(datatoencrypt, true);
        }

        return encrypteddata;
      }
      catch (cryptographicexception e)
      {
        console.writeline(e.message);
        return null;
      }
    }

    public static byte[] decrypt(byte[] datatodecrypt)
    {
      try
      {
        byte[] decrypteddata;
        using (var rsa = new rsacryptoserviceprovider())
        {
          rsa.importparameters(privatekey);
          decrypteddata = rsa.decrypt(datatodecrypt, true);
        }
        return decrypteddata;
      }
      catch (cryptographicexception e)
      {
        console.writeline(e.tostring());
        return null;
      }
    }
  }
}

因为rsa的特殊性，需要预先设置好公钥和私钥。c# 支持多种方式导入密钥，这里就不做过多介绍了。

3. 信息摘要算法

这种算法严格意义上并不是加密算法，因为它完全不可逆。也就是说，一旦进行使用该类型算法加密后，无法解密还原出数据。当然了，也正是因为这种特性常常被用来做密码的保存。因为这样可以避免某些人拿到数据库与代码后，可以简单反推出用户的密码。

3.1 md5算法

最常用的信息摘要算法就是md5 加密算法，md5信息摘要算法（英语：md5 message-digest algorithm），一种被广泛使用的密码散列函数，可以产生出一个128位（16字节）的散列值（hash value），用于确保信息传输完整一致。

原理不解释，我们看下如何实现，照例现在security下创建md5helper：

namespace utils.security
{
  public static class md5helper
  {
    
  }
}

具体实现：

using system.security.cryptography;
using system.text;

namespace utils.security
{
  public static class md5helper
  {
    private static md5 hanlder { get; } = new md5cryptoserviceprovider();

    public static string getmd5str(string source)
    {
      var data = encoding.utf8.getbytes(source);
      var security = hanlder.computehash(data);
      var sb = new stringbuilder();
      foreach (var b in security)
      {
        sb.append(b.tostring("x2"));
      }

      return sb.tostring();
    }
  }
}

4 总结

这一篇简单介绍了四种常用的加密算法的实现，当然最常用的就是 md5，因为这个是大多数系统用来做密码保存的加密算法。

以上就是asp.net core常见的4种数据加密算法的详细内容，更多关于asp.net core 数据加密算法的资料请关注其它相关文章！