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如何使用VisualC#加密和解密文件

原作者: [db:作者] 来自: [db:来源] 收藏 邀请

原文:
http://support.microsoft.com/kb/307010/zh-cn

 

本文介绍如何使用 Microsoft .NET Framework 提供的加密类对文本文件进行加密以使其处于不可读状态,然后再对该信息进行解密,以恢复到原来的格式。

要求

下面列出了推荐使用的硬件、软件、网络架构以及所需的 Service Pack:

  • Microsoft Windows 2000 Professional、Windows 2000 Server、Windows 2000 Advanced Server、Windows NT 4.0 Server 或 Microsoft Windows XP Professional
  • Microsoft Visual Studio 2005 或 Microsoft Visual Studio .NET

加密和解密

Microsoft .NET Framework 中的 System.Security.Cryptographic 命名空间提供了多种帮助您加密和解密的工具。CryptoStream 类就是所提供的诸多类中的一个。CryptoStream 类设计用于在内容以流的形式输出到文件时加密和解密内容。

加密文件

要加密文件,请按照下列步骤操作:

  1. 启动 Visual Studio 2005 或 Visual Studio .NET。
  2. 单击“项目”下的“Visual C#”,然后单击“模板”下的“控制台应用程序”。Visual C# .NET 为您创建一个静态类,以及一个空的 Main() 过程。
  3. 对以下命名空间使用 using 语句(如以下示例代码中所示):
    • System
    • System.Security
    • System.Security.Cryptography
    • System.Text
    • System.IO
    这样,在后面的代码中就不必从这些命名空间中限定声明了。这些语句必须位于任何其他声明之前。
    using System;
    using System.IO;
    using System.Security;
    using System.Security.Cryptography;
    using System.Runtime.InteropServices;
    using System.Text;
  4. 生成密钥以加密和解密数据。DESCryptoServiceProvider 基于一种对称加密算法。对称加密需要密钥和初始化矢量 (IV) 来加密数据。要解密该数据,您必须拥有此同一密钥和 IV。您还必须使用相同的加密算法。您可以使用下列方法之一生成密钥:
    • 方法 1 您可以提示用户输入密码。然后,将此密码用作密钥和 IV。
    • 方法 2 当您创建对称加密类的新实例时,将为会话自动创建一个新的密钥和 IV。使用由受管理的对称加密类生成的密钥和 IV 来加密和解密文件。

      有关如何生成和分发密钥的更多信息,请参见 Microsoft .NET Framework SDK 文档,或访问以下 Microsoft Developer Network (MSDN) 网站:
      生成加密密钥和解密密钥
      http://msdn.microsoft.com/library/default.asp?url=/library/zh-cn/cpguide/html/cpcongeneratingkeysforencryptiondecryption.asp (http://msdn.microsoft.com/library/default.asp?url=/library/zh-cn/cpguide/html/cpcongeneratingkeysforencryptiondecryption.asp)
  5. 添加以下函数为会话生成一个新的密钥(按照步骤 4 的方法 2 中的说明):
    //  Call this function to remove the key from memory after use for security.
    [System.Runtime.InteropServices.DllImport("KERNEL32.DLL", EntryPoint="RtlZeroMemory")]
    public static extern bool ZeroMemory(ref string Destination, int Length);

    // Function to Generate a 64 bits Key.
    static string GenerateKey()
    {
    // Create an instance of Symetric Algorithm. Key and IV is generated automatically.
    DESCryptoServiceProvider desCrypto =(DESCryptoServiceProvider)DESCryptoServiceProvider.Create();

    // Use the Automatically generated key for Encryption.
    return ASCIIEncoding.ASCII.GetString(desCrypto.Key);
    }
  6. 在您的类中创建一个命名为 EncryptFile 的方法。EncryptFile 类必须具有以下 3 个参数:
    • sInputFilename
    • sOutputFilename
    • sKey(用于加密和解密文件的密钥。)
    static void EncryptFile(string sInputFilename,
    string sOutputFilename,
    string sKey)
  7. EncryptFile 过程中,创建一个输入 FileStream 对象和一个输出 FileStream 对象。这些对象可以从目标文件中读取和向其中写入。
    FileStream fsInput = new FileStream(sInputFilename, 
    FileMode.Open,
    FileAccess.Read);

    FileStream fsEncrypted = new FileStream(sOutputFilename,
    FileMode.Create,
    FileAccess.Write);
  8. 声明一个 DESCryptoServiceProvider 类的实例。这表示对文件使用的实际加密和解密技术。此时,如果您更喜欢使用 RSAsecutiry 或另一种加密技术,则可以创建一个不同的提供程序。
    DESCryptoServiceProvider DES = new DESCryptoServiceProvider();
  9. 必须以字节数组的形式给加密提供程序提供密钥。System.Text 命名空间提供了一个名为 GetBytes() 的函数。GetBytes() 函数的编码特征之一是,它取一个字符串,然后返回一个字节数组。各种加密技术采用的密钥长度是不相同的。例如,数据加密标准 (DES) 使用等于 8 个字节或 8 个字符的 64 位密钥。

    如果您不提供密钥,提供程序就会随机生成一个密钥。这将成功地加密文件,但是无法解密文件。请注意,您还必须提供初始化矢量 (IV)。该值用作加密的一部分。与密钥相似,如果您未提供 IV,提供程序就会随机生成一个。由于该值对于加密和解密必须相同,所以不能让提供程序随机生成这些值。
    DES.Key = ASCIIEncoding.ASCII.GetBytes(sKey);
    DES.IV = ASCIIEncoding.ASCII.GetBytes(sKey);
  10. 创建一个 CryptoStream 类的实例,方法是:使用加密提供程序获得一个加密对象(CreateEncryptor),并将现有的输出 FileStream 对象作为构造函数的一部分。
    ICryptoTransform desencrypt = DES.CreateEncryptor();
    CryptoStream cryptostream = new CryptoStream(fsEncrypted,
    desencrypt,
    CryptoStreamMode.Write);
  11. 读入输入文件,然后写出到输出文件。传递 CryptoStream 对象,文件将使用您提供的密钥加密。
    byte[] bytearrayinput = new byte[fsInput.Length - 1];
    fsInput.Read(bytearrayinput, 0, bytearrayinput.Length);
    cryptostream.Write(bytearrayinput, 0, bytearrayinput.Length);

解密文件

要解密文件,请按照下列步骤操作:

  1. 创建一个方法,然后将它命名为 DecryptFile。解密过程与加密过程相似,但 DecryptFile 过程与 EncryptFile 过程有两个关键区别。
    • CryptoStream 对象是使用 CreateDecryptor 而非 CreateEncryptor 创建的,这将指定对象的使用方式。
    • 在将解密的文本写入到目标文件时,CryptoStream 对象现在是源,而不是目标流。
    static void DecryptFile(string sInputFilename, 
    string sOutputFilename,
    string sKey)
    {
    DESCryptoServiceProvider DES = new DESCryptoServiceProvider();
    //A 64 bit key and IV is required for this provider.
    //Set secret key For DES algorithm.
    DES.Key = ASCIIEncoding.ASCII.GetBytes(sKey);
    //Set initialization vector.
    DES.IV = ASCIIEncoding.ASCII.GetBytes(sKey);

    //Create a file stream to read the encrypted file back.
    FileStream fsread = new FileStream(sInputFilename,
    FileMode.Open,
    FileAccess.Read);
    //Create a DES decryptor from the DES instance.
    ICryptoTransform desdecrypt = DES.CreateDecryptor();
    //Create crypto stream set to read and do a
    //DES decryption transform on incoming bytes.
    CryptoStream cryptostreamDecr = new CryptoStream(fsread,
    desdecrypt,
    CryptoStreamMode.Read);
    //Print the contents of the decrypted file.
    StreamWriter fsDecrypted = new StreamWriter(sOutputFilename);
    fsDecrypted.Write(new StreamReader(cryptostreamDecr).ReadToEnd());
    fsDecrypted.Flush();
    fsDecrypted.Close();
    }
  2. 将以下几行添加到 Main() 过程,以调用 EncryptFileDecryptFile
    static void Main()
    {
    // Must be 64 bits, 8 bytes.
    // Distribute this key to the user who will decrypt this file.
    string sSecretKey;

    // Get the key for the file to encrypt.
    sSecretKey = GenerateKey();

    // For additional security pin the key.
    GCHandle gch = GCHandle.Alloc( sSecretKey,GCHandleType.Pinned );

    // Encrypt the file.
    EncryptFile(@"C:\MyData.txt",
    @"C:\Encrypted.txt",
    sSecretKey);

    // Decrypt the file.
    DecryptFile(@"C:\Encrypted.txt",
    @"C:\Decrypted.txt",
    sSecretKey);

    // Remove the key from memory.
    ZeroMemory(gch.AddrOfPinnedObject(), sSecretKey.Length * 2);
    gch.Free();
    }
  3. 保存文件。运行您的应用程序。确保输入文件名使用的路径指向一个现有文件。

测试过程

用一个文本文件 (.txt) 测试此代码,确认它可对此文件进行正确的加密和解密。确保将文件解密到一个新文件(如本文中的 Main() 过程中所示),而不是解密到原来的文件中。检查解密后的文件,然后与原文件进行比较。

完整代码列表

using System;
using System.IO;
using System.Security;
using System.Security.Cryptography;
using System.Runtime.InteropServices;
using System.Text;

namespace CSEncryptDecrypt
{
   
class Class1
   {
      
//  Call this function to remove the key from memory after use for security
      [System.Runtime.InteropServices.DllImport("KERNEL32.DLL", EntryPoint="RtlZeroMemory")]
      
public static extern bool ZeroMemory(IntPtr Destination, int Length);
        
      
// Function to Generate a 64 bits Key.
      static string GenerateKey() 
      {
         
// Create an instance of Symetric Algorithm. Key and IV is generated automatically.
         DESCryptoServiceProvider desCrypto =(DESCryptoServiceProvider)DESCryptoServiceProvider.Create();

         
// Use the Automatically generated key for Encryption. 
         return ASCIIEncoding.ASCII.GetString(desCrypto.Key);
      }

      
static void EncryptFile(string sInputFilename,
         
string sOutputFilename, 
         
string sKey) 
      {
         FileStream fsInput 
= new FileStream(sInputFilename, 
            FileMode.Open, 
            FileAccess.Read);

         FileStream fsEncrypted 
= new FileStream(sOutputFilename, 
            FileMode.Create, 
            FileAccess.Write);
         DESCryptoServiceProvider DES 
= new DESCryptoServiceProvider();
         DES.Key 
= ASCIIEncoding.ASCII.GetBytes(sKey);
         DES.IV 
= ASCIIEncoding.ASCII.GetBytes(sKey);
         ICryptoTransform desencrypt 
= DES.CreateEncryptor();
         CryptoStream cryptostream 
= new CryptoStream(fsEncrypted, 
            desencrypt, 
            CryptoStreamMode.Write); 

         
byte[] bytearrayinput = new byte[fsInput.Length];
         fsInput.Read(bytearrayinput, 
0, bytearrayinput.Length);
         cryptostream.Write(bytearrayinput, 
0, bytearrayinput.Length);
         cryptostream.Close();
         fsInput.Close();
         fsEncrypted.Close();
      }

      
static void DecryptFile(string sInputFilename, 
         
string sOutputFilename,
         
string sKey)
      {
         DESCryptoServiceProvider DES 
= new DESCryptoServiceProvider();
         
//A 64 bit key and IV is required for this provider.
         
//Set secret key For DES algorithm.
         DES.Key = ASCIIEncoding.ASCII.GetBytes(sKey);
         
//Set initialization vector.
         DES.IV = ASCIIEncoding.ASCII.GetBytes(sKey);

         
//Create a file stream to read the encrypted file back.
         FileStream fsread = new FileStream(sInputFilename, 
            FileMode.Open, 
            FileAccess.Read);
         
//Create a DES decryptor from the DES instance.
         ICryptoTransform desdecrypt = DES.CreateDecryptor();
         
//Create crypto stream set to read and do a 
         
//DES decryption transform on incoming bytes.
         CryptoStream cryptostreamDecr = new CryptoStream(fsread, 
            desdecrypt,
            CryptoStreamMode.Read);
         
//Print the contents of the decrypted file.
         StreamWriter fsDecrypted = new StreamWriter(sOutputFilename);
         fsDecrypted.Write(
new StreamReader(cryptostreamDecr).ReadToEnd());
         fsDecrypted.Flush();
         fsDecrypted.Close();
      } 

      
static void Main()
      {
         
// Must be 64 bits, 8 bytes.
         
// Distribute this key to the user who will decrypt this file.
         string sSecretKey;
         
         
// Get the Key for the file to Encrypt.
         sSecretKey = GenerateKey();

         
// For additional security Pin the key.
         GCHandle gch = GCHandle.Alloc( sSecretKey,GCHandleType.Pinned );
         
         
// Encrypt the file.        
         EncryptFile(@"C:\MyData.txt"
            
@"C:\Encrypted.txt"
            sSecretKey);

         
// Decrypt the file.
         DecryptFile(@"C:\Encrypted.txt"
            
@"C:\Decrypted.txt"
            sSecretKey);

         
// Remove the Key from memory. 
         ZeroMemory(gch.AddrOfPinnedObject(), sSecretKey.Length * 2);
         gch.Free();
      }
   }
}

上面代码不能正确还原中文字符,只需要小做修改
        static void DecryptFile(string sInputFilename, string sOutputFilename, string sKey)
        {
            DESCryptoServiceProvider DES 
= new DESCryptoServiceProvider();
            
//A 64 bit key and IV is required for this provider.
            
//Set secret key For DES algorithm.
            DES.Key = ASCIIEncoding.ASCII.GetBytes(sKey);
            
//Set initialization vector.
            DES.IV = ASCIIEncoding.ASCII.GetBytes(sKey);

            
//Create a file stream to read the encrypted file back.
            FileStream fsread = new FileStream(sInputFilename, FileMode.Open, FileAccess.Read);
            
//Create a DES decryptor from the DES instance.
            ICryptoTransform desdecrypt = DES.CreateDecryptor();
            
//Create crypto stream set to read and do a 
            
//DES decryption transform on incoming bytes.
            CryptoStream cryptostreamDecr = new CryptoStream(fsread, desdecrypt, CryptoStreamMode.Read);
            
//Print the contents of the decrypted file.
            StreamWriter fsDecrypted = new StreamWriter(sOutputFilename);
            fsDecrypted.Write(
new StreamReader(cryptostreamDecr,Encoding.GetEncoding("gb2312")).ReadToEnd());
            fsDecrypted.Flush();
            fsDecrypted.Close();
        }

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