C# 实现对称加密算法（AES）与非对称加密算法（RSA），包含前端加密对应算法实现
C# 实现对称加密算法（AES）与非对称加密算法（RSA），包含前端对应加密算法实现
- 一、两者的含义
- 1、对称加密：
- 2、非对称加密：
- 二、后端代码实现
- 1、AES对称加密算法（CBC模式，多一个初始化向量，安全性高）
- 1.1、加解密测试：
- 2、AES对称加密算法（ECB模式，无需初始化向量）
- 2.1、加解密测试
- 3、RSA非对称加密算法
- 3.1、加解密测试
- 三、前端代码实现
一、两者的含义
1、对称加密：
一种既简单速度又快的加密方式，加密与解密使用的都是同一个密钥，别名又叫做：单密钥加密；对称加密有很多公开算法，并且因为它效率很高，所以适用于加密大量数据的场合；但其密钥的传输过程是不安全的，并且容易被破解，密钥管理起来也相对麻烦。
2、非对称加密：
需要两个密钥来进行加密和解密，这两个密钥是公开密钥（public key，简称公钥）和私有密钥（private key，简称私钥），如果用公开密钥对数据进行加密，只有用对应的私有密钥才能解密；如果用私有密钥对数据进行加密，那么只有用对应的公开密钥才能解密。因为加密和解密使用的是两个不同的密钥，所以这种算法叫作非对称加密算法。加密密钥是公开的，密钥的分配和管理就很简单，而且能够很容易地实现数字签名，因此最适合于电子商务应用的需要；但是如果对大数量进行操作，计算量特别大，速度远远比不上对称加密。
详细请阅读这篇文章 https://blog.csdn.net/qq_38556796/article/details/126706393
二、后端代码实现
1、AES对称加密算法（CBC模式，多一个初始化向量，安全性高）
IV：初始化向量，配合秘钥一起使用，每次加密时随机生成，解密需要秘钥与IV一起才能解密
代码如下：
using System;
using System.IO;
using System.Security.Cryptography;
using System.Text;
namespace Aes
{
public class AesHelper
{
private const int KEY_SIZE = 256;
private const int BLOCK_SIZE = 128;
private const string KEY_CHARS = "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789";
private const string IV_CHARS = "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789";
public static string Encrypt(string plainText, string key, string iv)
{
byte[] keyBytes = Encoding.UTF8.GetBytes(key);
byte[] ivBytes = Encoding.UTF8.GetBytes(iv);
using (Aes aes = Aes.Create())
{
aes.KeySize = KEY_SIZE;
aes.BlockSize = BLOCK_SIZE;
aes.Key = keyBytes;
aes.IV = ivBytes;
aes.Mode = CipherMode.CBC;
ICryptoTransform encryptor = aes.CreateEncryptor(aes.Key, aes.IV);
byte[] plainBytes = Encoding.UTF8.GetBytes(plainText);
using (MemoryStream ms = new MemoryStream())
{
using (CryptoStream cs = new CryptoStream(ms, encryptor, CryptoStreamMode.Write))
{
cs.Write(plainBytes, 0, plainBytes.Length);
}
byte[] encryptedBytes = ms.ToArray();
return Convert.ToBase64String(encryptedBytes);
}
}
}
public static string Decrypt(string cipherText, string key, string iv)
{
byte[] keyBytes = Encoding.UTF8.GetBytes(key);
byte[] ivBytes = Encoding.UTF8.GetBytes(iv);
using (Aes aes = Aes.Create())
{
aes.KeySize = KEY_SIZE;
aes.BlockSize = BLOCK_SIZE;
aes.Key = keyBytes;
aes.IV = ivBytes;
aes.Mode = CipherMode.CBC;
ICryptoTransform decryptor = aes.CreateDecryptor(aes.Key, aes.IV);
byte[] cipherBytes = Convert.FromBase64String(cipherText);
using (MemoryStream ms = new MemoryStream())
{
using (CryptoStream cs = new CryptoStream(ms, decryptor, CryptoStreamMode.Write))
{
cs.Write(cipherBytes, 0, cipherBytes.Length);
}
byte[] decryptedBytes = ms.ToArray();
return Encoding.UTF8.GetString(decryptedBytes);
}
}
}
public static string GenerateKey()
{
Random random = new Random();
StringBuilder sb = new StringBuilder();
for (int i = 0; i < KEY_SIZE / 8; i++)
{
int index = random.Next(KEY_CHARS.Length);
sb.Append(KEY_CHARS[index]);
}
return sb.ToString();
}
public static string GenerateIV()
{
Random random = new Random();
StringBuilder sb = new StringBuilder();
for (int i = 0; i < BLOCK_SIZE / 8; i++)
{
int index = random.Next(IV_CHARS.Length);
sb.Append(IV_CHARS[index]);
}
return sb.ToString();
}
}
}
1.1、加解密测试：
string plainText = "Hello World!";
string key = AesHelper.GenerateKey();
string iv = AesHelper.GenerateIV();
string cipherText = AesHelper.Encrypt(plainText, key, iv);
string decryptedText = AesHelper.Decrypt(cipherText, key, iv);
Console.WriteLine("Plain text: {0}", plainText);
Console.WriteLine("Cipher text: {0}", cipherText);
Console.WriteLine("Decrypted text: {0}", decryptedText);
2、AES对称加密算法（ECB模式，无需初始化向量）
using System;
using System.IO;
using System.Security.Cryptography;
using System.Text;
namespace AesHelper
{
public class Aes
{
/// 2.1、加解密测试
string key = AesHelper.GenerateKey();
string plainText = "Hello, world!";
string cipherText = AesHelper.Encrypt(plainText, key);
Console.WriteLine(cipherText);
string decryptedPlainText = AesHelper.Decrypt(cipherText, key);
Console.WriteLine(decryptedPlainText);
3、RSA非对称加密算法
using System;
using System.IO;
using System.Security.Cryptography;
using System.Text;
namespace RSA
{
/// 3.1、加解密测试
//生成公钥和私钥
RsaHelper.GenerateKeys(2048, out var privateKey, out var publicKey);
//加密
var data = "Hello World!";
string encryptedData = RsaHelper.Encrypt(publicKey, data);
//解密
string decryptedData = RsaHelper.Decrypt(privateKey, encryptedData);
//签名
string signatureData = RsaHelper.SignData(privateKey, data);
//验证签名
bool isVerify = RsaHelper.VerifyData(publicKey, data, signatureData);
Console.WriteLine($"公钥：{publicKey}
");
Console.WriteLine($"私钥：{privateKey}
");
Console.WriteLine($"密文：{encryptedData}
");
Console.WriteLine($"解密明文：{decryptedData}
");
Console.WriteLine($"签名：{signatureData}
");
Console.WriteLine($"验证签名：{isVerify}
");
三、前端代码实现
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