快捷導(dǎo)航

C#加解密之AES算法的實(shí)現(xiàn)

更新時(shí)間：2022年08月23日 16:16:44 作者：Csharp小記

一般我們來(lái)說(shuō)呢，對(duì)于加密，我們分為可逆和不可逆?？赡婕用苡挚煞譃閷?duì)稱(chēng)加密（AES、DES等）和非對(duì)稱(chēng)加密（RSA），還有就是一些編碼加密等（BASE64）；不可逆的呢，大部分又都稱(chēng)為摘要算法（MD5、SHA）。本文將用C#實(shí)現(xiàn)AES算法，需要的可以參考一下

從這一篇開(kāi)始呢，寫(xiě)一下常用的一些加解密方式。一般我們來(lái)說(shuō)呢，對(duì)于加密，我們分為可逆和不可逆?？赡婕用苡挚煞譃閷?duì)稱(chēng)加密（AES、DES等）和非對(duì)稱(chēng)加密（RSA），還有就是一些編碼加密等（BASE64）；不可逆的呢，大部分又都稱(chēng)為摘要算法（MD5、SHA）。

其實(shí)上面扯這些也是白扯，對(duì)于一般用戶來(lái)講，我從明文能變成看不懂的密文就是加密了，管他叫什么，為什么要寫(xiě)這些，因?yàn)槲野l(fā)現(xiàn)很多人喜歡較真，拿MD5來(lái)說(shuō)吧，專(zhuān)業(yè)點(diǎn)來(lái)講，他確實(shí)是摘要算法而不是加密算法，但很多人就是喜歡稱(chēng)為MD5加密，反正我覺(jué)得沒(méi)啥大問(wèn)題，因?yàn)榈拇_可以理解成一種不可逆的加密，大家既然說(shuō)順口了就按順口的來(lái)吧，反正都懂就行。

這一篇主要來(lái)寫(xiě)一下對(duì)稱(chēng)加密算法中的AES加密，什么是對(duì)稱(chēng)加密？簡(jiǎn)單理解來(lái)說(shuō)，我只有這一把鑰匙，它既可以開(kāi)鎖也可以關(guān)鎖，其他鑰匙肯定不行。

AES是塊加密，稍微介紹一些AES的參數(shù)以及約束：

Key（密鑰）：AES的密鑰長(zhǎng)度必須為128Bit、192Bit、256Bit（一般又都稱(chēng)為AES128，AES192，AES256），我們一般使用的字母數(shù)字等，占位都是1Byte，根據(jù)換算公式 1 Byte=8 Bit，所以我們的密鑰長(zhǎng)度就只能是16、24、32；
IV（向量）：“加密”初始?jí)K，一般為128Bit，即長(zhǎng)度為16，與塊的長(zhǎng)度一樣
Mode（加密模式）：可分為CBC（密碼塊鏈模式）、ECB（電子密碼本模式）、OFB（輸出反饋模式）、 CFB（密碼反饋模式）、CTS（密碼文本竊用模式）、CTR（計(jì)數(shù)器模式）
Padding（填充模式）：NoPadding（不填充）、PKCS7（每個(gè)字節(jié)填充該字節(jié)序列的長(zhǎng)度）、Zeros（填充0）、ANSIX923（最后一個(gè)字節(jié)填充字節(jié)序列的長(zhǎng)度，其余字節(jié)均填充數(shù)字零）、ISO10126（最后一個(gè)字節(jié)填充字節(jié)序列的長(zhǎng)度，其余字節(jié)填充隨機(jī)數(shù)據(jù)）、PKCS5（和PKCS7一樣）

理解了上面所描述的那些參數(shù)之后（其實(shí)不理解有沒(méi)關(guān)系，只是做一下基礎(chǔ)了解，我們大部分都只是做應(yīng)用層，能用就行了）；接下來(lái)我們使用代碼來(lái)實(shí)現(xiàn)，更直觀的感受下。

實(shí)現(xiàn)功能

使用AES加密方式加解密文本數(shù)據(jù)

開(kāi)發(fā)環(huán)境

開(kāi)發(fā)工具：Visual Studio 2013

.NET Framework版本：4.5

實(shí)現(xiàn)代碼

public class AesUtil
    {
        /// <summary>
        /// AES加密
        /// </summary>
        /// <param name="aesModel"></param>
        /// <returns></returns>
        public static byte[] Encrypt(AesModel aesModel)
        {
            //使用32位密鑰
            byte[] key32 = new byte[32];
            //如果我們的密鑰不是32為，則自動(dòng)補(bǔ)全到32位
            byte[] byteKey = Encoding.UTF8.GetBytes(aesModel.Key.PadRight(key32.Length));
            //復(fù)制密鑰
            Array.Copy(byteKey, key32, key32.Length);

            //使用16位向量
            byte[] iv16 = new byte[16];
            //如果我們的向量不是16為，則自動(dòng)補(bǔ)全到16位
            byte[] byteIv = Encoding.UTF8.GetBytes(aesModel.IV.PadRight(iv16.Length));
            //復(fù)制向量
            Array.Copy(byteIv, iv16, iv16.Length);

            // 創(chuàng)建加密對(duì)象,Rijndael 算法
            //Rijndael RijndaelAes = Rijndael.Create();
            RijndaelManaged RijndaelAes = new RijndaelManaged();
            RijndaelAes.Mode = aesModel.Mode;
            RijndaelAes.Padding = aesModel.Padding;
            RijndaelAes.Key = key32;
            RijndaelAes.IV = iv16;
            byte[] result = null;
            try
            {
                using (MemoryStream ms = new MemoryStream())
                {
                    using (CryptoStream EncryptStream = new CryptoStream(ms, RijndaelAes.CreateEncryptor(), CryptoStreamMode.Write))
                    {
                        EncryptStream.Write(aesModel.Data, 0, aesModel.Data.Length);
                        EncryptStream.FlushFinalBlock();
                        result = ms.ToArray();
                    }
                }
            }
            catch { }
            return result;
        }

        /// <summary>
        /// AES解密
        /// </summary>
        /// <param name="aesModel"></param>
        /// <returns></returns>
        public static byte[] Decrypt(AesModel aesModel)
        {
            //使用32位密鑰
            byte[] key32 = new byte[32];
            //如果我們的密鑰不是32為，則自動(dòng)補(bǔ)全到32位
            byte[] byteKey = Encoding.UTF8.GetBytes(aesModel.Key.PadRight(key32.Length));
            //復(fù)制密鑰
            Array.Copy(byteKey, key32, key32.Length);

            //使用16位向量
            byte[] iv16 = new byte[16];
            //如果我們的向量不是16為，則自動(dòng)補(bǔ)全到16位
            byte[] byteIv = Encoding.UTF8.GetBytes(aesModel.IV.PadRight(iv16.Length));
            //復(fù)制向量
            Array.Copy(byteIv, iv16, iv16.Length);

            // 創(chuàng)建解密對(duì)象,Rijndael 算法
            //Rijndael RijndaelAes = Rijndael.Create();
            RijndaelManaged RijndaelAes = new RijndaelManaged();
            RijndaelAes.Mode = aesModel.Mode;
            RijndaelAes.Padding = aesModel.Padding;
            RijndaelAes.Key = key32;
            RijndaelAes.IV = iv16;
            byte[] result = null;
            try
            {
                using (MemoryStream ms = new MemoryStream(aesModel.Data))
                {
                    using (CryptoStream DecryptStream = new CryptoStream(ms, RijndaelAes.CreateDecryptor(), CryptoStreamMode.Read))
                    {
                        using (MemoryStream msResult = new MemoryStream())
                        {
                            byte[] temp = new byte[1024*1024];
                            int len = 0;
                            while ((len = DecryptStream.Read(temp, 0, temp.Length)) > 0)
                            {
                                msResult.Write(temp, 0, len);
                            }

                            result = msResult.ToArray();
                        }
                    }
                }
            }
            catch { }
            return result;
        }

        /// <summary>
        /// AES加密字符串
        /// </summary>
        /// <param name="data"></param>
        /// <param name="key"></param>
        /// <param name="iv"></param>
        /// <returns></returns>
        public static string Encrypt(string data, string key, string iv="")
        {
            byte[] bytes = Encoding.UTF8.GetBytes(data);
            byte[] result = Encrypt(new AesModel
            {
                Data = bytes,
                Key = key,
                IV = iv,
                Mode = CipherMode.CBC,
                Padding = PaddingMode.PKCS7
            });
            if (result == null)
            {
                return "";
            }
            return Convert.ToBase64String(result);
        }

        /// <summary>
        /// AES解密字符串
        /// </summary>
        /// <param name="data"></param>
        /// <param name="key"></param>
        /// <param name="iv"></param>
        /// <returns></returns>
        public static string Decrypt(string data, string key, string iv = "")
        {
            byte[] bytes = Convert.FromBase64String(data);
            byte[] result = Decrypt(new AesModel
            {
                Data = bytes,
                Key = key,
                IV = iv,
                Mode = CipherMode.CBC,
                Padding = PaddingMode.PKCS7
            });
            if (result == null)
            {
                return "";
            }
            return Encoding.UTF8.GetString(result);
        }


        public class AesModel
        {
            /// <summary>
            /// 需要加密/解密的數(shù)據(jù)
            /// </summary>
            public byte[] Data { get; set; }

            /// <summary>
            /// 密鑰
            /// </summary>
            public string Key { get; set; }

            /// <summary>
            /// 向量
            /// </summary>
            public string IV { get; set; }

            /// <summary>
            /// 加密模式
            /// </summary>
            public CipherMode Mode { get; set; }

            /// <summary>
            /// 填充模式
            /// </summary>
            public PaddingMode Padding { get; set; }
        }
    }

private void btn_Aes_Encrypt_Click(object sender, EventArgs e)
        {
          string result= AesUtil.Encrypt(textBox1.Text, "12345678900987654321");
          textBox2.Text = result;
        }

        private void btn_Aes_Decrypt_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            string result = AesUtil.Decrypt(textBox2.Text, "12345678900987654321");
            textBox1.Text = result;
        }