欢迎您访问程序员文章站本站旨在为大家提供分享程序员计算机编程知识!
您现在的位置是: 首页  >  IT编程

循序渐进学.Net Core Web Api开发系列【16】:应用安全续-加密与解密

程序员文章站 2022-04-28 09:37:07
应用安全除了用户权限认证外,还要考虑到数据安全,传输安全、系统漏洞等方面。本篇文章重点讨论数据存储安全和传输安全,主要技术手段就是加密和解密。 ......

系列目录

 本系列涉及到的源码下载地址:

 

一、概述

应用安全除了用户权限认证外,还要考虑到数据安全,传输安全、系统漏洞等方面。本篇文章重点讨论数据存储安全和传输安全,主要技术手段就是加密和解密。

 

二、基本概念

信息在传输和存储的过程中有泄密的风险,加密的目的就是解决这些风险。

1、信息存储在数据库中,如果数据库泄露会造成敏感数据泄露,如用户密码,手机号码、工资信息;

2、数据传输过程中数据遭到劫持,泄露用户名、密码等信息。

针对不同的应用场景,对应采用的加密手段:

1、密码存储:任何人都不可以看到密码,验证是只要比对加密后的字符串是否一致即可,所以要采用非可逆加密算法;

2、敏感信息存储:存储的信息是加密的,同时需要解密还原数据,所以采用可逆的算法,加密后可以解密,加密的密码和解密的密码可以一致。

3、敏感信息传输:在浏览器向服务器传输数据的过程,建议优先采用HTTPS传输模式即可解决问题。如果不采用https的传输模式,用户提交的数据会有被窃取的风险,由于客户端加密是采用js进行操作,分析其网页源码可以查询到加密的密钥,所以就不能采用上面的对称加密算法,而是必须采用非对称加密算法,即:加密密码和解密密码不一样,加密密码是可以公开的,有加密密码无法解密信息,这样通过客户端加密、服务端解密解决数据被窃取的风险。

总结如下:

问题场景

采用加密手段

加密算法

用户密码存储过程泄密

非可逆加密算法

MD5

敏感数据存储过程泄密

可逆对称加密算法

DES/AES

敏感数据传输过程泄密

可逆非对称加密算法

RSA

 

三、MD5加密

 首先需要通过NuGet获取包:NETCore.Encrypt,下同。

循序渐进学.Net Core Web Api开发系列【16】:应用安全续-加密与解密

加密代码:

var srcString = "ghc123456";
var hashed = EncryptProvider.Md5(srcString);

非可逆加密算法,不好解密。

 

四、DES加密与解密

 DES的加密与解密: 

           //需要加密的信息
            var srcString = "ghc123456";

            //密码:24位字符串,通过EncryptProvider.CreateDesKey()来生成。
            var desKey = "i4FftwEAP7enqKRl8JhBC7gv";  
           
           //加密
            var encrypted = EncryptProvider.DESEncrypt(srcString, desKey);

            //解密
            var decrypted = EncryptProvider.DESDecrypt(encrypted, desKey);

 

五、RSA客户端加密、服务端解密

 1、利用工具生成密钥

RSA加密与解密需要用到一对密钥,可以通过第三方工具来生成密钥,我这里用的是阿里蚂蚁金服的一个签名工具:

工具下载:

 循序渐进学.Net Core Web Api开发系列【16】:应用安全续-加密与解密

密钥格式选择PKCS1

公钥给客户端加密使用,私钥给服务器端解密使用。

  

2、前端加密

 首先通过Bower引入两个js的库:jQuery、jsencrypt

循序渐进学.Net Core Web Api开发系列【16】:应用安全续-加密与解密

前端加密代码:

<!DOCTYPE html>
<html lang="zh-CN">

<head>
    <meta charset="utf-8">
    <title>Using jQuery</title>
    <script src="lib/jquery/dist/jquery.min.js"></script>
    <script src="lib/jsencrypt/bin/jsencrypt.min.js"></script>

    <script>
        $(document).ready(function () {
            $("#query").click(function (event) {

                //需要加密的信息
                var pwd = "ghc123456";

                //公钥
                var publicKey = "MIIBIjANBgkqhkiG9w0BAQEFAAOCAQ8AMIIBCgKCAQEAr8a8EjoY4op+k/BF0hjkaOgMDAmSl+VCc2rU6j/Ji9BsX/tRWM4o3wZgkMdAWim9vwM0Ll4x/jTsVr1+Qe7ffnBl6ZLpMs77MbVVG5wowVvie1rMi2fB7akdi+Id+R3SHZNSTnbtEATXtY8nGV5ZDcHMrw6PI30+HlaclxmhFSr+UGERyi6/mLKnC3Y5elxu8Zlj8eHPZhV6DV87ngkGdp4aLdWWfqP1Iz0cIMAJ7hiYP4o4/W/vn1YSyJeTs/oQvUeEaMVGxGIXOY+m9ToZbPwjXWPjeZJ1RLRKfhYoobguyGezQNC0xlBdWNU9gfVw7mk0+q1eCe5XfA45O54MbwIDAQAB";

                var encrypt = new JSEncrypt();
                encrypt.setPublicKey(publicKey);
               
                var encrypttext = encrypt.encrypt(pwd);

                $("#text").val(encrypttext);
            });

        });
    </script>

</head>

<body>
    <h1>Query</h1>

    <button id='query'>Qyery</button>
    <textarea id="text"></textarea>

</body>
</html>

 

3、后端解密

 把前端加密获得的密文Copy到下面代码中,验证解密后的信息。

using System.Security.Cryptography;namespace Encrypt
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Console.WriteLine("Study Encrypt!");

            //从前端传来的加密后的密文
            var encryptedMessage = "Qw0W7P3dScUe3isXIVkumhgTxKk0fcaxzyvyCVnFEHBH6qw/daMKt0BYK1SrFZrqmcX1tRx/yeAa0ea2QsYmLL2OynffoUnPtjLjNHZd9R7+Uqh8e6nmD1r4yK6o37tfb9SmPxJtgLR45dnxcFAIt3xRY5eqXFCMCJKdKwV7aLMayG1+Rg7YBhTfUoNbJoLTODupCweaUVwZdvcxOZrqd5x3SRw3x+bPkQpchJRXc4QoLhEfh/Hw5tiNkuMUzPt/3iyx7iuKQR4q+9Wnd81UaenLaihVlkiU5MEjZJOnz1HaEDhMc9rMlTXV36jAOOAVTufb2jILbNycuhGQkFh9SA==";

            //私钥
            var privateKey = "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";

            //根据私钥生成RSA提供者
            RSACryptoServiceProvider rsaCryptoServiceProvider = CreateRsaProviderFromPrivateKey(privateKey);

            byte[] decrypted = rsaCryptoServiceProvider.Decrypt(Convert.FromBase64String(encryptedMessage), false);

            Console.WriteLine($"decrypted = {Encoding.UTF8.GetString(decrypted)}");

            Console.ReadLine();
        }

        private static RSACryptoServiceProvider CreateRsaProviderFromPrivateKey(string privateKey)
        {
            var privateKeyBits = System.Convert.FromBase64String(privateKey);

            var RSA = new RSACryptoServiceProvider();
            var RSAparams = new RSAParameters();

            using (BinaryReader binr = new BinaryReader(new MemoryStream(privateKeyBits)))
            {
                byte bt = 0;
                ushort twobytes = 0;
                twobytes = binr.ReadUInt16();
                if (twobytes == 0x8130)
                    binr.ReadByte();
                else if (twobytes == 0x8230)
                    binr.ReadInt16();
                else
                    throw new Exception("Unexpected value read binr.ReadUInt16()");

                twobytes = binr.ReadUInt16();
                if (twobytes != 0x0102)
                    throw new Exception("Unexpected version");

                bt = binr.ReadByte();
                if (bt != 0x00)
                    throw new Exception("Unexpected value read binr.ReadByte()");

                RSAparams.Modulus = binr.ReadBytes(GetIntegerSize(binr));
                RSAparams.Exponent = binr.ReadBytes(GetIntegerSize(binr));
                RSAparams.D = binr.ReadBytes(GetIntegerSize(binr));
                RSAparams.P = binr.ReadBytes(GetIntegerSize(binr));
                RSAparams.Q = binr.ReadBytes(GetIntegerSize(binr));
                RSAparams.DP = binr.ReadBytes(GetIntegerSize(binr));
                RSAparams.DQ = binr.ReadBytes(GetIntegerSize(binr));
                RSAparams.InverseQ = binr.ReadBytes(GetIntegerSize(binr));
            }

            RSA.ImportParameters(RSAparams);
            return RSA;
        }
        private static int GetIntegerSize(BinaryReader binr)
        {
            byte bt = 0;
            byte lowbyte = 0x00;
            byte highbyte = 0x00;
            int count = 0;
            bt = binr.ReadByte();
            if (bt != 0x02)
                return 0;
            bt = binr.ReadByte();

            if (bt == 0x81)
                count = binr.ReadByte();
            else
                if (bt == 0x82)
            {
                highbyte = binr.ReadByte();
                lowbyte = binr.ReadByte();
                byte[] modint = { lowbyte, highbyte, 0x00, 0x00 };
                count = BitConverter.ToInt32(modint, 0);
            }
            else
            {
                count = bt;
            }

            while (binr.ReadByte() == 0x00)
            {
                count -= 1;
            }
            binr.BaseStream.Seek(-1, SeekOrigin.Current);
            return count;
        }
    }
}

注意:+号的处理:因为数据在网络上传输时,非字母数字字符都将被替换成百分号(%)后跟两位十六进制数,而base64编码在传输到后端的时候,+会变成空格,因此先替换掉。后端再替换回来。
前端js代码:

var str = encodeURI(pwddata).replace(/\+/g, '%2B')

后端C#代码:

var str = pwd.Replace("%2B","+")