C#对称加密与非对称加密实例_c#

本文实例讲述了c#对称加密与非对称加密的原理与实现方法，分享给大家供大家参考。具体分析如下：

一、对称加密（symmetric cryptography）

对称加密是最快速、最简单的一种加密方式，加密（encryption）与解密（decryption）用的是同样的密钥（secret key）。对称加密有很多种算法，由于它效率很高，所以被广泛使用在很多加密协议的核心当中。

对称加密通常使用的是相对较小的密钥，一般小于256 bit。因为密钥越大，加密越强，但加密与解密的过程越慢。如果你只用1 bit来做这个密钥，那黑客们可以先试着用0来解密，不行的话就再用1解；但如果你的密钥有1 mb大，黑客们可能永远也无法破解，但加密和解密的过程要花费很长的时间。密钥的大小既要照顾到安全性，也要照顾到效率，是一个trade-off。

2000年10月2日，美国国家标准与技术研究所（nist--american national institute of standards and technology）选择了rijndael算法作为新的高级加密标准（aes--advanced encryption standard）。.net中包含了rijndael算法，类名叫rijndaelmanaged，下面举个例子。

加密过程：

复制代码代码如下:

private string mydata = "hello";
private string mypassword = "opensesame";
private byte[] ciphertext;
private byte[] salt = { 0x0, 0x1, 0x2, 0x3, 0x4, 0x5, 0x6, 0x5, 0x4, 0x3, 0x2, 0x1, 0x0 };

private void mnusymmetricencryption_click(object sender, routedeventargs e)
{
    var key = new rfc2898derivebytes(mypassword, salt);
    // encrypt the data.
    var algorithm = new rijndaelmanaged();
    algorithm.key = key.getbytes(16);
    algorithm.iv = key.getbytes(16);
    var sourcebytes = new system.text.unicodeencoding().getbytes(mydata);
    using (var sourcestream = new memorystream(sourcebytes))
    using (var destinationstream = new memorystream())
    using (var crypto = new cryptostream(sourcestream, algorithm.createencryptor(), cryptostreammode.read))
    {
movebytes(crypto, destinationstream);
ciphertext = destinationstream.toarray();
    }
    messagebox.show(string.format("data:{0}{1}encrypted and encoded:{2}", mydata, environment.newline, convert.tobase64string(ciphertext)));
}
private void movebytes(stream source, stream dest)
{
    byte[] bytes = new byte[2048];
    var count = source.read(bytes, 0, bytes.length);
    while (0 != count)
    {
dest.write(bytes, 0, count);
count = source.read(bytes, 0, bytes.length);
    }
}

解密过程：

复制代码代码如下:

private void mnusymmetricdecryption_click(object sender, routedeventargs e)

{

    if (ciphertext == null)

    {

 messagebox.show("encrypt data first!");

 return;

    }

    var key = new rfc2898derivebytes(mypassword, salt);

    // try to decrypt, thus showing it can be round-tripped.

    var algorithm = new rijndaelmanaged();

    algorithm.key = key.getbytes(16);

    algorithm.iv = key.getbytes(16);

    using (var sourcestream = new memorystream(ciphertext))

    using (var destinationstream = new memorystream())

    using (var crypto = new cryptostream(sourcestream, algorithm.createdecryptor(), cryptostreammode.read))

    {

 movebytes(crypto, destinationstream);

 var decryptedbytes = destinationstream.toarray();

 var decryptedmessage = new unicodeencoding().getstring(

 decryptedbytes);

 messagebox.show(decryptedmessage);

    }

}

对称加密的一大缺点是密钥的管理与分配，换句话说，如何把密钥发送到需要解密你的消息的人的手里是一个问题。在发送密钥的过程中，密钥有很大的风险会被黑客们拦截。现实中通常的做法是将对称加密的密钥进行非对称加密，然后传送给需要它的人。

二、非对称加密（asymmetric cryptography）

非对称加密为数据的加密与解密提供了一个非常安全的方法，它使用了一对密钥，公钥（public key）和私钥（private key）。私钥只能由一方安全保管，不能外泄，而公钥则可以发给任何请求它的人。非对称加密使用这对密钥中的一个进行加密，而解密则需要另一个密钥。比如，你向银行请求公钥，银行将公钥发给你，你使用公钥对消息加密，那么只有私钥的持有人--银行才能对你的消息解密。与对称加密不同的是，银行不需要将私钥通过网络发送出去，因此安全性大大提高。

目前最常用的非对称加密算法是rsa算法，是rivest, shamir, 和adleman于1978年发明，他们那时都是在mit。.net中也有rsa算法，请看下面的例子：

加密过程：

复制代码代码如下:

private byte[] rsaciphertext;

private void mnuasymmetricencryption_click(object sender, routedeventargs e)

{

    var rsa = 1;

    // encrypt the data.

    var cspparms = new cspparameters(rsa);

    cspparms.flags = cspproviderflags.usemachinekeystore;

    cspparms.keycontainername = "my keys";

    var algorithm = new rsacryptoserviceprovider(cspparms);

    var sourcebytes = new unicodeencoding().getbytes(mydata);

    rsaciphertext = algorithm.encrypt(sourcebytes, true);

    messagebox.show(string.format("data: {0}{1}encrypted and encoded: {2}",

 mydata, environment.newline,

 convert.tobase64string(rsaciphertext)));

}

解密过程：

复制代码代码如下:

private void mnuasymmetricdecryption_click(object sender, routedeventargs e)

{

    if(rsaciphertext==null)

    {

 messagebox.show("encrypt first!");

 return;

    }

    var rsa = 1;

    // decrypt the data.

    var cspparms = new cspparameters(rsa);

    cspparms.flags = cspproviderflags.usemachinekeystore;

    cspparms.keycontainername = "my keys";

    var algorithm = new rsacryptoserviceprovider(cspparms);

    var unencrypted = algorithm.decrypt(rsaciphertext, true);

    messagebox.show(new unicodeencoding().getstring(unencrypted));

}

虽然非对称加密很安全，但是和对称加密比起来，它非常的慢，所以我们还是要用对称加密来传送消息，但对称加密所使用的密钥我们可以通过非对称加密的方式发送出去。为了解释这个过程，请看下面的例子：

① alice需要在银行的网站做一笔交易，她的浏览器首先生成了一个随机数作为对称密钥。

② alice的浏览器向银行的网站请求公钥。

③ 银行将公钥发送给alice。

④ alice的浏览器使用银行的公钥将自己的对称密钥加密。

⑤ alice的浏览器将加密后的对称密钥发送给银行。

⑥ 银行使用私钥解密得到alice浏览器的对称密钥。

⑦ alice与银行可以使用对称密钥来对沟通的内容进行加密与解密了。