.NET中常见的加解密算法详解

时间：2022-12-11 11:54:10|栏目：.NET代码|点击：次

一、MD5不可逆加密

不可逆加密是指将原文加密成密文以后，无法将密文解密成原文。

MD5的算法是公开的，无论是哪种语言，只要需要加密的字符串是相同的，那么经过MD5加密以后生成的结果都是一样的。

.NET框架中已经帮我们实现好了MD5加密，请看下面的例子：

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Security.Cryptography;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

namespace MyEncriptDemo
{
    public class MD5Encrypt
    {
        #region MD5
        /// <summary>
        /// MD5加密,和动网上的16/32位MD5加密结果相同,
        /// 使用的UTF8编码
        /// </summary>
        /// <param name="source">待加密字串</param>
        /// <param name="length">16或32值之一,其它则采用.net默认MD5加密算法</param>
        /// <returns>加密后的字串</returns>
        public static string Encrypt(string source, int length = 32)//默认参数
        {
            if (string.IsNullOrEmpty(source)) return string.Empty;
            HashAlgorithm provider = CryptoConfig.CreateFromName("MD5") as HashAlgorithm;
            byte[] bytes = Encoding.UTF8.GetBytes(source);//这里需要区别编码的
            byte[] hashValue = provider.ComputeHash(bytes);
            StringBuilder sb = new StringBuilder();
            switch (length)
            {
                case 16://16位密文是32位密文的9到24位字符
                    for (int i = 4; i < 12; i++)
                    {
                        sb.Append(hashValue[i].ToString("x2"));
                    }
                    break;
                case 32:
                    for (int i = 0; i < 16; i++)
                    {
                        sb.Append(hashValue[i].ToString("x2"));
                    }
                    break;
                default:
                    for (int i = 0; i < hashValue.Length; i++)
                    {
                        sb.Append(hashValue[i].ToString("x2"));
                    }
                    break;
            }
            return sb.ToString();
        }
        #endregion MD5
    }
}

Main()方法调用：

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

namespace MyEncriptDemo
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            // MD5
            Console.WriteLine(MD5Encrypt.Encrypt("1"));
            Console.WriteLine(MD5Encrypt.Encrypt("1"));
            Console.WriteLine(MD5Encrypt.Encrypt("123456孙悟空"));
            Console.WriteLine(MD5Encrypt.Encrypt("113456孙悟空"));
            Console.WriteLine(MD5Encrypt.Encrypt("113456孙悟空113456孙悟空113456孙悟空113456孙悟空113456孙悟空113456孙悟空113456孙悟空"));

            Console.ReadKey();
        }
    }
}

结果：

应用：

1、校验密码

从上面的例子中可以看出，只要字符串相同，那么加密以后的结果就是一样的，利用MD5的这个特性，可以用来做密码校验。在注册的时候把密码用MD5加密然后保存到数据库里面，数据库里面保存的是密文，别人无法看到。登录的时候，在把密码经过MD5加密，然后用加密后的密文和数据库里面保存的密文进行比对，如果相同，则证明密码是一样的；如果不同，证明密码是错误的。

注意：MD5是不能解密的，网上的解密都是基于撞库原理的：即将原文和密文保存到数据库中，每次利用密文去和数据库里保存的密文进行比对，如果比对成功，则解密了。为了防止撞库，可以使密码复杂一些，例如加盐：即在密码的后面加上一段后缀然后加密后在保存到数据库。登录的时候，在密码后面加上同样的后缀，然后加密以后和数据库保存的密码进行比对。

2、防篡改

例如下载VS安装文件，官网下载的文件才是权威的，但是有时会去系统之家这一类的网站下载，如何保证在系统之家下载的安装文件和官网发布的文件是一样的呢？这时就可以利用MD5进行判断。官方在发布VS安装文件的同时，也会发布一个根据该文件生成的MD5码，在系统之家下载完安装文件以后，可以对该安装文件进行一次MD5加密，然后比对官方发布的MD5码和生成的MD5码，如果相同，则证明下载的文件就是官方方便的。那么如何对文件进行MD5呢？请看下面的例子：

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.IO;
using System.Linq;
using System.Security.Cryptography;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

namespace MyEncriptDemo
{
    public class MD5Encrypt
    {
        #region MD5
        /// <summary>
        /// MD5加密,和动网上的16/32位MD5加密结果相同,
        /// 使用的UTF8编码
        /// </summary>
        /// <param name="source">待加密字串</param>
        /// <param name="length">16或32值之一,其它则采用.net默认MD5加密算法</param>
        /// <returns>加密后的字串</returns>
        public static string Encrypt(string source, int length = 32)//默认参数
        {
            if (string.IsNullOrEmpty(source)) return string.Empty;
            HashAlgorithm provider = CryptoConfig.CreateFromName("MD5") as HashAlgorithm;
            byte[] bytes = Encoding.UTF8.GetBytes(source);//这里需要区别编码的
            byte[] hashValue = provider.ComputeHash(bytes);
            StringBuilder sb = new StringBuilder();
            switch (length)
            {
                case 16://16位密文是32位密文的9到24位字符
                    for (int i = 4; i < 12; i++)
                    {
                        sb.Append(hashValue[i].ToString("x2"));
                    }
                    break;
                case 32:
                    for (int i = 0; i < 16; i++)
                    {
                        sb.Append(hashValue[i].ToString("x2"));
                    }
                    break;
                default:
                    for (int i = 0; i < hashValue.Length; i++)
                    {
                        sb.Append(hashValue[i].ToString("x2"));
                    }
                    break;
            }
            return sb.ToString();
        }
        #endregion MD5

        #region MD5摘要
        /// <summary>
        /// 获取文件的MD5摘要
        /// </summary>
        /// <param name="fileName"></param>
        /// <returns></returns>
        public static string AbstractFile(string fileName)
        {
            using (FileStream file = new FileStream(fileName, FileMode.Open))
            {
                return AbstractFile(file);
            }
        }

        /// <summary>
        /// 根据stream获取文件摘要
        /// </summary>
        /// <param name="stream"></param>
        /// <returns></returns>
        public static string AbstractFile(Stream stream)
        {
            MD5 md5 = new MD5CryptoServiceProvider();
            byte[] retVal = md5.ComputeHash(stream);

            StringBuilder sb = new StringBuilder();
            for (int i = 0; i < retVal.Length; i++)
            {
                sb.Append(retVal[i].ToString("x2"));
            }
            return sb.ToString();
        }
        #endregion
    }
}

Main()方法里面调用：

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

namespace MyEncriptDemo
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            // MD5
            //Console.WriteLine(MD5Encrypt.Encrypt("1"));
            //Console.WriteLine(MD5Encrypt.Encrypt("1"));
            //Console.WriteLine(MD5Encrypt.Encrypt("123456孙悟空"));
            //Console.WriteLine(MD5Encrypt.Encrypt("113456孙悟空"));
            //Console.WriteLine(MD5Encrypt.Encrypt("113456孙悟空113456孙悟空113456孙悟空113456孙悟空113456孙悟空113456孙悟空113456孙悟空"));
            // 对文件进行MD5
            string md5Abstract1 = MD5Encrypt.AbstractFile(@"E:\EF一对多.txt");
            Console.WriteLine(md5Abstract1);
            string md5Abstract2 = MD5Encrypt.AbstractFile(@"E:\EF一对多 - 副本.txt");
            Console.WriteLine(md5Abstract2);
            Console.ReadKey();
        }
    }
}

结果：

可以看出，虽然文件的名称不同，但只要文件的内容是相同的，则生成的MD5码就是相同的。

3、急速秒传

以百度云为例：假如从百度云上面下载了一个文件，然后把这个文件在上传到百度云就会急速秒传。因为第一次上传的时候，百度云会对上传的文件进行MD5加密，然后把加密后的MD5码保存下来。下载之后再上传，百度云客户端会先对文件计算MD5，然后将计算的MD5和服务器保存的MD5进行对比，如果一致就不需要在上传了，只需要把服务器上文件的名称修改成和上传文件的名称一致即可。因为上传的文件在服务器上已经存在。（就算修改了文件名称，但生成的MD5还是一样的）

4、源代码管理工具

源代码管理工具实现判断文件是否修改，也是根据MD5进行比对的。

二、对称可逆加密

对称可逆加密：可逆是指加密和解密是可逆的，即可以根据原文得到密文，也可以根据密文得到原文。对称是指加密和解密的密钥是相同的。下面以DES加密为例。

在示例程序中，密钥长度是8位的，写在配置文件中。

读取配置文件获取密钥的代码如下：

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Configuration;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

namespace MyEncriptDemo
{
    public static class Constant
    {
        public static string DesKey = AppSettings("DesKey", "DesEncript");


        private static T AppSettings<T>(string key, T defaultValue)
        {
            var v = ConfigurationManager.AppSettings[key];
            return String.IsNullOrEmpty(v) ? defaultValue : (T)Convert.ChangeType(v, typeof(T));
        }

    }
}

加密和解密的代码如下：

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.IO;
using System.Linq;
using System.Security.Cryptography;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

namespace MyEncriptDemo
{
    /// <summary>
    /// DES AES Blowfish
    ///  对称加密算法的优点是速度快，
    ///  缺点是密钥管理不方便，要求共享密钥。
    /// 可逆对称加密  密钥长度8
    /// </summary>
    public class DesEncrypt
    {
        // 按照8位长度的密钥进行加密
        private static byte[] _rgbKey = ASCIIEncoding.ASCII.GetBytes(Constant.DesKey.Substring(0, 8));
        // 对称算法的初始化向量
        private static byte[] _rgbIV = ASCIIEncoding.ASCII.GetBytes(Constant.DesKey.Insert(0, "w").Substring(0, 8));

        /// <summary>
        /// DES 加密
        /// </summary>
        /// <param name="text">需要加密的值</param>
        /// <returns>加密后的结果</returns>
        public static string Encrypt(string text)
        {
            DESCryptoServiceProvider dsp = new DESCryptoServiceProvider();
            using (MemoryStream memStream = new MemoryStream())
            {
                CryptoStream crypStream = new CryptoStream(memStream, dsp.CreateEncryptor(_rgbKey, _rgbIV), CryptoStreamMode.Write);
                StreamWriter sWriter = new StreamWriter(crypStream);
                sWriter.Write(text);
                sWriter.Flush();
                crypStream.FlushFinalBlock();
                memStream.Flush();
                return Convert.ToBase64String(memStream.GetBuffer(), 0, (int)memStream.Length);
            }
        }

        /// <summary>
        /// DES解密
        /// </summary>
        /// <param name="encryptText"></param>
        /// <returns>解密后的结果</returns>
        public static string Decrypt(string encryptText)
        {
            DESCryptoServiceProvider dsp = new DESCryptoServiceProvider();
            byte[] buffer = Convert.FromBase64String(encryptText);

            using (MemoryStream memStream = new MemoryStream())
            {
                CryptoStream crypStream = new CryptoStream(memStream, dsp.CreateDecryptor(_rgbKey, _rgbIV), CryptoStreamMode.Write);
                crypStream.Write(buffer, 0, buffer.Length);
                crypStream.FlushFinalBlock();
                return ASCIIEncoding.UTF8.GetString(memStream.ToArray());
            }
        }
    }
}

Main()方法调用：

string strDes = "张三李四";
string desEn1 = DesEncrypt.Encrypt(strDes);
string desDe1 = DesEncrypt.Decrypt(desEn1);
Console.WriteLine(strDes.Equals(desDe1));

结果：

注意：对称可逆加密的算法是公开的。

三、非对称可逆加密

非对称可逆加密：可逆是指加密和解密是一样，即根据原文可以得到密文，根据密文也可以得到原文。非对称是指加密和解密的密钥是不同的。下面以RSA加密为例：

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Security.Cryptography;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

namespace MyEncriptDemo
{
    /// <summary>
    /// RSA ECC
    /// 可逆非对称加密
    /// 非对称加密算法的优点是密钥管理很方便，缺点是速度慢。
    /// </summary>
    public class RsaEncrypt
    {
        /// <summary>
        /// 获取加密/解密对
        /// 给你一个，是无法推算出另外一个的
        ///
        /// Encrypt   Decrypt
        /// </summary>
        /// <returns>Encrypt   Decrypt</returns>
        public static KeyValuePair<string, string> GetKeyPair()
        {
            RSACryptoServiceProvider RSA = new RSACryptoServiceProvider();
            string publicKey = RSA.ToXmlString(false);
            string privateKey = RSA.ToXmlString(true);
            return new KeyValuePair<string, string>(publicKey, privateKey);
        }

        /// <summary>
        /// 加密：内容+加密key
        /// </summary>
        /// <param name="content"></param>
        /// <param name="encryptKey">加密key</param>
        /// <returns></returns>
        public static string Encrypt(string content, string encryptKey)
        {
            RSACryptoServiceProvider rsa = new RSACryptoServiceProvider();
            rsa.FromXmlString(encryptKey);
            UnicodeEncoding ByteConverter = new UnicodeEncoding();
            byte[] DataToEncrypt = ByteConverter.GetBytes(content);
            byte[] resultBytes = rsa.Encrypt(DataToEncrypt, false);
            return Convert.ToBase64String(resultBytes);
        }

        /// <summary>
        /// 解密  内容+解密key
        /// </summary>
        /// <param name="content"></param>
        /// <param name="decryptKey">解密key</param>
        /// <returns></returns>
        public static string Decrypt(string content, string decryptKey)
        {
            byte[] dataToDecrypt = Convert.FromBase64String(content);
            RSACryptoServiceProvider RSA = new RSACryptoServiceProvider();
            RSA.FromXmlString(decryptKey);
            byte[] resultBytes = RSA.Decrypt(dataToDecrypt, false);
            UnicodeEncoding ByteConverter = new UnicodeEncoding();
            return ByteConverter.GetString(resultBytes);
        }


        /// <summary>
        /// 可以合并在一起的，，每次产生一组新的密钥
        /// </summary>
        /// <param name="content"></param>
        /// <param name="encryptKey">加密key</param>
        /// <param name="decryptKey">解密key</param>
        /// <returns>加密后结果</returns>
        private static string Encrypt(string content, out string publicKey, out string privateKey)
        {
            RSACryptoServiceProvider rsaProvider = new RSACryptoServiceProvider();
            publicKey = rsaProvider.ToXmlString(false);
            privateKey = rsaProvider.ToXmlString(true);

            UnicodeEncoding ByteConverter = new UnicodeEncoding();
            byte[] DataToEncrypt = ByteConverter.GetBytes(content);
            byte[] resultBytes = rsaProvider.Encrypt(DataToEncrypt, false);
            return Convert.ToBase64String(resultBytes);
        }
    }
}

Main()方法调用：

// 获取加密和解密的密钥
KeyValuePair<string, string> encryptDecrypt = RsaEncrypt.GetKeyPair();
string strValue = "RsaDemo";
string rsaEn1 = RsaEncrypt.Encrypt(strValue, encryptDecrypt.Key);//key是加密的
string rsaDe1 = RsaEncrypt.Decrypt(rsaEn1, encryptDecrypt.Value);//value 解密的   不能反过来用的
Console.WriteLine(strValue.Equals(rsaDe1));

结果：