高级加密标准(AES,Advanced Encryption Standard)为最常见的对称加密算法(微信小程序加密传输就是用这个加密算法的)。对称加密算法也就是加密和解密用相同的密钥,具体的加密流程如下图:
下面简单介绍下各个部分的作用与意义:
- 明文P
没有经过加密的数据。
- 密钥K
用来加密明文的密码,在对称加密算法中,加密与解密的密钥是相同的。密钥为接收方与发送方协商产生,但不可以直接在网络上传输,否则会导致密钥泄漏,通常是通过非对称加密算法加密密钥,然后再通过网络传输给对方,或者直接面对面商量密钥。密钥是绝对不可以泄漏的,否则会被攻击者还原密文,窃取机密数据。
- AES加密函数
设AES加密函数为E,则 C = E(K, P),其中P为明文,K为密钥,C为密文。也就是说,把明文P和密钥K作为加密函数的参数输入,则加密函数E会输出密文C。
- 密文C
经加密函数处理后的数据
- AES解密函数
设AES解密函数为D,则 P = D(K, C),其中C为密文,K为密钥,P为明文。也就是说,把密文C和密钥K作为解密函数的参数输入,则解密函数会输出明文P。
在这里简单介绍下对称加密算法与非对称加密算法的区别。
- 对称加密算法
加密和解密用到的密钥是相同的,这种加密方式加密速度非常快,适合经常发送数据的场合。缺点是密钥的传输比较麻烦。
- 非对称加密算法
加密和解密用的密钥是不同的,这种加密方式是用数学上的难解问题构造的,通常加密解密的速度比较慢,适合偶尔发送数据的场合。优点是密钥传输方便。常见的非对称加密算法为RSA、ECC和EIGamal。
实际中,一般是通过RSA加密AES的密钥,传输到接收方,接收方解密得到AES密钥,然后发送方和接收方用AES密钥来通信。
最常见的用法是接口请求时,数据传输过程中考虑到数据的安全性,需要对数据进行加密传输,当服务器接收到请求时对数据进行解密。
C# 加密、解密的代码如下:
private static byte[] _key1 = { 0x12, 0x34, 0x56, 0x78, 0x90, 0xAB, 0xCD, 0xEF, 0x12, 0x34, 0x56, 0x78, 0x90, 0xAB, 0xCD, 0xEF };
// 密钥
public static string _key = "key";
/// <summary>
/// AES加密算法
/// </summary>
/// <param name="plainText">明文字符串</param>
/// <returns>将加密后的密文转换为Base64编码,以便显示</returns>
public static string AESEncrypt(string plainText)
{
//分组加密算法
SymmetricAlgorithm des = Rijndael.Create();
byte[] inputByteArray = Encoding.UTF8.GetBytes(plainText);//得到需要加密的字节数组
//设置密钥及密钥向量
des.Key = Encoding.UTF8.GetBytes(_key);
des.IV = _key1;
byte[] cipherBytes = null;
using (MemoryStream ms = new MemoryStream())
{
using (CryptoStream cs = new CryptoStream(ms, des.CreateEncryptor(), CryptoStreamMode.Write))
{
cs.Write(inputByteArray, 0, inputByteArray.Length);
cs.FlushFinalBlock();
cipherBytes = ms.ToArray();//得到加密后的字节数组
cs.Close();
ms.Close();
}
}
return Convert.ToBase64String(cipherBytes);
}
AES解密:
解密其实就是加密的逆过程
/// <summary>
/// AES解密
/// </summary>
/// <param name="cipherText">密文字符串</param>
/// <returns>返回解密后的明文字符串</returns>
public static string AESDecrypt(string showText)
{
byte[] cipherText = Convert.FromBase64String(showText);
SymmetricAlgorithm des = Rijndael.Create();
des.Key = Encoding.UTF8.GetBytes(_key);
des.IV = _key1;
byte[] decryptBytes = new byte[cipherText.Length];
using (MemoryStream ms = new MemoryStream(cipherText))
{
using (CryptoStream cs = new CryptoStream(ms, des.CreateDecryptor(), CryptoStreamMode.Read))
{
cs.Read(decryptBytes, 0, decryptBytes.Length);
cs.Close();
ms.Close();
}
}
return Encoding.UTF8.GetString(decryptBytes).Replace("\0", ""); ///将字符串后尾的'\0'去掉
}