C#中对称加密算法的踩坑日常记录-C#/.NET开发

这篇文章主要给大家介绍了关于C#中对称加密算法的踩坑日常记录，文中通过示例代码介绍的非常详细，对大家学习或者使用C#具有一定的参考学习价值，需要的朋友们下面来一起学习学习吧

1|0前言

有幸接触了一下传说中的对称加密算法3DES

感觉这些加密算法与我的工作是想去甚远的，一般没什么机会接触这些东西

今次了解了一下3DES这个对称算法

原理算不上明白，算是踩了C#中的一些坑吧

C#中对于密钥的处理比较奇怪，花费了一晚上一早上的时间才弄明白

期间偷窥了不少C#的源代码

下面由我娓娓道来

2|0简介

2|13DES算法命名

定义算法最早期的标准被放在ANS X9.52中并在1998年发布并将其描述为三重数据加密算法（简称TDEA），在ANSI X3.92中定义了该算法的三个操作但是并没有使用DES或者3DES，直到1999年发布的FIPS PUB 46-3在正式命名三重数据加密算法，大概在2004到2005的样子才正式引入三重数据加密算法，之前一直以TDEA存在着，也就是说TDEA就是3DES，但是没有使用3DES作为标准术语。

2|2基本逻辑

三重数据加密算法使用包括密钥K1，密钥K2和密钥约束K3，每一个包含56位不包含奇偶校验，算法实现公式如下：

ciphertext = EK3(DK2(EK1(plaintext)))

即

密文 = EK3(DK2(EK1(平文)))

用K1对数据进行加密，用K2对数据进行解密，用K3对数据再加密。

解密公式为如下：

plaintext = DK1(EK2(DK3(ciphertext)))

即

平文 = DK1(EK2(DK3(密文)))

用K3j对数据进行解密，用K2对数据进行加密，用K1对数据进行加密。每次加密都处理64位数据并形成一块。

2|33DES加密选项

定义了三种密钥选项。

（1）三个密钥相互独立。

（2）K1和K2密钥独立，但K1 = K3。

（3）三个密钥相等。

密钥选项1的强度最高，拥有3 x 56 = 168个独立的密钥位。

密钥选项2的安全性稍低，拥有2 x 56 = 112个独立的密钥位。该选项比简单的应用DES两次的强度较高，即使用K1和K2，因为它可以防御中途相遇攻击。

密钥选项3等同与DES，只有56个密钥位。这个选项提供了与DES的兼容性，因为第1和第2次DES操作相互抵消了。该选项不再为国家标准科技协会（NIST）所推荐，亦不为ISO/IEC 18033-3所支持。

2|4C#实现

讲真简介里用来凑字数的这些内容我其实没怎么看明白

C#中使用TripleDESCryptoServiceProvider类来实现相关功能

public static string DesEncrypt(string input, string key) { byte[] inputArray = Encoding.UTF8.GetBytes(input); TripleDESCryptoServiceProvider tripleDES = new TripleDESCryptoServiceProvider(); tripleDES.Key = Encoding.UTF8.GetBytes(key); tripleDES.Mode = CipherMode.ECB; tripleDES.Padding = PaddingMode.PKCS7; ICryptoTransform cTransform = tripleDES.CreateEncryptor(); byte[] resultArray = cTransform.TransformFinalBlock(inputArray, 0, inputArray.Length); tripleDES.Clear(); return Convert.ToBase64String(resultArray, 0, resultArray.Length); } public static string DesDecrypt(string input, string key) { byte[] inputArray = Convert.FromBase64String(input); TripleDESCryptoServiceProvider tripleDES = new TripleDESCryptoServiceProvider(); tripleDES.Key = Encoding.UTF8.GetBytes(key); tripleDES.Mode = CipherMode.ECB; tripleDES.Padding = PaddingMode.PKCS7; ICryptoTransform cTransform = tripleDES.CreateDecryptor(); byte[] resultArray = cTransform.TransformFinalBlock(inputArray, 0, inputArray.Length); tripleDES.Clear(); return Encoding.UTF8.GetString(resultArray); }

从下面源码中看出，该类接收的Key为16位或24位

在NetCore中不存在TripleDESCryptoServiceProvider 取而代之的是 TripleDES

所以此时我们的代码需要稍作修改

public static string DesEncrypt(string input, string key) { byte[] inputArray = Encoding.UTF8.GetBytes(input); var tripleDES = TripleDES.Create(); var byteKey = Encoding.UTF8.GetBytes(key); tripleDES.Key = byteKey; tripleDES.Mode = CipherMode.ECB; tripleDES.Padding = PaddingMode.PKCS7; ICryptoTransform cTransform = tripleDES.CreateEncryptor(); byte[] resultArray = cTransform.TransformFinalBlock(inputArray, 0, inputArray.Length); return Convert.ToBase64String(resultArray, 0, resultArray.Length); } public static string DesDecrypt(string input, string key) { byte[] inputArray = Convert.FromBase64String(input); var tripleDES = TripleDES.Create(); var byteKey = Encoding.UTF8.GetBytes(key); tripleDES.Key = byteKey; tripleDES.Mode = CipherMode.ECB; tripleDES.Padding = PaddingMode.PKCS7; ICryptoTransform cTransform = tripleDES.CreateDecryptor(); byte[] resultArray = cTransform.TransformFinalBlock(inputArray, 0, inputArray.Length); return Encoding.UTF8.GetString(resultArray); }

NetCore中同样要求我们提供24位的Key

但是不在兼容16位的Key，如果你提供一个非24位的Key就会异常

不过没关系，对于16位的Key我们可以自行处理一下

同理使用前8位补全后8位

public static string DesEncrypt(string input, string key) { byte[] inputArray = Encoding.UTF8.GetBytes(input); var tripleDES = TripleDES.Create(); var byteKey = Encoding.UTF8.GetBytes(key); //复制前8位补全后8位 byte[] allKey = new byte[24]; Buffer.BlockCopy(byteKey, 0, allKey, 0, 16); Buffer.BlockCopy(byteKey, 0, allKey, 16, 8); tripleDES.Key = allKey; tripleDES.Mode = CipherMode.ECB; tripleDES.Padding = PaddingMode.PKCS7; ICryptoTransform cTransform = tripleDES.CreateEncryptor(); byte[] resultArray = cTransform.TransformFinalBlock(inputArray, 0, inputArray.Length); return Convert.ToBase64String(resultArray, 0, resultArray.Length); } public static string DesDecrypt(string input, string key) { byte[] inputArray = Convert.FromBase64String(input); var tripleDES = TripleDES.Create(); var byteKey = Encoding.UTF8.GetBytes(key); //复制前8位补全后8位 byte[] allKey = new byte[24]; Buffer.BlockCopy(byteKey, 0, allKey, 0, 16); Buffer.BlockCopy(byteKey, 0, allKey, 16, 8); tripleDES.Key = allKey; tripleDES.Mode = CipherMode.ECB; tripleDES.Padding = PaddingMode.PKCS7; ICryptoTransform cTransform = tripleDES.CreateDecryptor(); byte[] resultArray = cTransform.TransformFinalBlock(inputArray, 0, inputArray.Length); return Encoding.UTF8.GetString(resultArray); }

至此就可以正常兼容NetFramework的代码了

3|0小结

至此写下此文，也算是对3DES有了些许了解吧

需要记住

在.NET Core中利用3DES加密和解密必须要给出3个密钥即24个字节即使密钥3和密钥1相等，它不会像.NET Framework中会重用密钥1中的位数。

好了，以上就是这篇文章的全部内容了，希望本文的内容对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值，谢谢大家对编程学习网的支持。