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数据加密-AES数据加密及C#实现

news 来源：原创 2024/9/19 9:27:49

引言

AES（Advanced Encryption Standard）是一种广泛使用的对称密钥加密算法，由美国国家标准与技术研究院（NIST）于2001年发布。AES以其高效、安全的特点，在数据加密领域占据了重要地位。

using System;
using System.IO;
using System.Security.Cryptography;
using System.Text;class Program
{static void Main(string[] args){// 硬编码的密钥和IV（仅为示例，请勿在生产环境中使用）  byte[] key = Encoding.UTF8.GetBytes("12345678901234567890123456789012");byte[] iv = Encoding.UTF8.GetBytes("1234567890123456");// 输入的15位数字  string input = "123456789012345";// 加密  string encryptedText = Encrypt(input, key, iv);Console.WriteLine($"Encrypted: {encryptedText}");//string encryptedText = "iQNJPVM+M+DzzMQH5l9pmQ==";// 解密（可选，以验证加密是否正确）  string decryptedText = Decrypt(encryptedText, key, iv);Console.WriteLine($"Decrypted: {decryptedText}");}static string Encrypt(string plainText, byte[] Key, byte[] IV){byte[] encrypted;using (Aes aesAlg = Aes.Create()){aesAlg.Key = Key;aesAlg.IV = IV;ICryptoTransform encryptor = aesAlg.CreateEncryptor(aesAlg.Key, aesAlg.IV);using (MemoryStream msEncrypt = new MemoryStream()){using (CryptoStream csEncrypt = new CryptoStream(msEncrypt, encryptor, CryptoStreamMode.Write)){using (StreamWriter swEncrypt = new StreamWriter(csEncrypt)){swEncrypt.Write(plainText);}encrypted = msEncrypt.ToArray();}}}return Convert.ToBase64String(encrypted);}static string Decrypt(string cipherText, byte[] Key, byte[] IV){cipherText = cipherText.Replace(" ", "+"); // 处理Base64中的空格问题  byte[] cipherBytes = Convert.FromBase64String(cipherText);using (Aes aesAlg = Aes.Create()){aesAlg.Key = Key;aesAlg.IV = IV;ICryptoTransform decryptor = aesAlg.CreateDecryptor(aesAlg.Key, aesAlg.IV);using (MemoryStream msDecrypt = new MemoryStream(cipherBytes)){using (CryptoStream csDecrypt = new CryptoStream(msDecrypt, decryptor, CryptoStreamMode.Read)){using (StreamReader srDecrypt = new StreamReader(csDecrypt)){return srDecrypt.ReadToEnd();}}}}}
}

WPF小程序加密转换

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该程序加密和解密的原理主要基于AES（Advanced Encryption Standard）加密算法，这是一种广泛使用的对称密钥加密算法。在AES中，加密和解密使用相同的密钥，但过程在逻辑上是相反的。下面是该程序加密和解密的具体原理：

加密原理

密钥和初始化向量（IV）：
- 密钥（Key）是用于加密和解密数据的秘密值。
- 初始化向量（IV）是一个随机或伪随机的值，用于增加加密的随机性，使得即使相同的明文块在多次加密时也会产生不同的密文块。
- 在这个程序中，密钥和IV被硬编码为字符串，然后转换为字节数组。然而，在实际应用中，密钥和IV应该安全地生成和存储。
AES算法：
- AES算法将明文数据分成固定大小的块（AES的块大小是128位或16字节）。
- 对于每个块，AES算法使用密钥和可能的IV（在CBC、CFB等模式下）来生成一个密文块。
- 如果明文长度不是块大小的整数倍，则需要进行填充（如PKCS#7填充），以确保最后一个块的大小正确。
加密过程：
- 创建一个Aes对象，并设置其密钥和IV。
- 使用CreateEncryptor方法创建一个加密器对象。
- 将明文数据写入一个MemoryStream中，然后将该流包装在一个CryptoStream中，该CryptoStream使用加密器进行加密。
- 将加密后的数据从MemoryStream中读取出来，并转换为字节数组。
- 最后，将字节数组转换为Base64字符串以便于存储或传输。

解密原理

解密是加密的逆过程：

读取密文：
- 首先，将Base64编码的密文字符串转换回字节数组。
AES算法：
- 同样，创建一个Aes对象，并设置与加密时相同的密钥和IV。
- 使用CreateDecryptor方法创建一个解密器对象。
解密过程：
- 将密文字节数组包装在一个MemoryStream中，然后将该流包装在一个CryptoStream中，该CryptoStream使用解密器进行解密。
- 从CryptoStream中读取解密后的数据，并将其转换回明文。
处理填充：
- 如果加密时使用了填充（如PKCS#7），解密时会自动移除这些填充字节，以恢复原始明文数据。