C#中实现AES算法加密解读

什么是AES算法

AES算法是一种被广泛应用的加密算法，也是现代标准对称加密算法之一。它能够对数据进行高效、安全的加密和解密操作。AES算法使用对称密钥，加密和解密过程使用相同的密钥，是一种快速、高效、难以破解的加密方式。

AES算法的实现

在C#中使用AES算法进行加密，需要借助.NET Framework提供的CryptoStream类和AesCryptoServiceProvider类。

AES算法加密

首先，我们需要创建一个AesCryptoServiceProvider对象，来生成随机密钥和IV（初始化向量）。

using System.Security.Cryptography;

AesCryptoServiceProvider aes = new AesCryptoServiceProvider();

接下来，我们需要指定加密模式、填充模式、密钥和IV。下面的代码示例中，我们选择了AES/CBC/PKCS7Padding加密模式、AES算法的128位密钥和16位IV。

aes.Mode = CipherMode.CBC;
aes.Padding = PaddingMode.PKCS7;
aes.KeySize = 128;
aes.Key = new byte[128 / 8];
aes.IV = new byte[16];

随机生成一个密钥，可以使用GenerateKey方法：

aes.GenerateKey();

随机生成一个IV，可以使用GenerateIV方法：

aes.GenerateIV();

接下来，需要把明文加密成密文。可以使用CryptoStream进行流式加密，以下是一个完整的示例代码：

using System.Security.Cryptography;

public static byte[] Encrypt(byte[] plainBytes, byte[] key, byte[] iv)
{
    using (AesCryptoServiceProvider aes = new AesCryptoServiceProvider())
    {
        aes.Mode = CipherMode.CBC;
        aes.Padding = PaddingMode.PKCS7;
        aes.KeySize = 128;
        aes.Key = key;
        aes.IV = iv;

        using (MemoryStream ms = new MemoryStream())
        using (CryptoStream cs = new CryptoStream(ms, aes.CreateEncryptor(), CryptoStreamMode.Write))
        {
            cs.Write(plainBytes, 0, plainBytes.Length);
            cs.FlushFinalBlock();
            return ms.ToArray();
        }
    }
}

AES算法解密

解密与加密类似，需要指定解密模式、填充模式、密钥和IV，然后把密文解密成明文。可以使用CryptoStream进行流式解密，以下是一个完整的示例代码：

using System.Security.Cryptography;

public static byte[] Decrypt(byte[] cipherBytes, byte[] key, byte[] iv)
{
    using (AesCryptoServiceProvider aes = new AesCryptoServiceProvider())
    {
        aes.Mode = CipherMode.CBC;
        aes.Padding = PaddingMode.PKCS7;
        aes.KeySize = 128;
        aes.Key = key;
        aes.IV = iv;

        using (MemoryStream ms = new MemoryStream(cipherBytes))
        using (CryptoStream cs = new CryptoStream(ms, aes.CreateDecryptor(), CryptoStreamMode.Read))
        using (MemoryStream ms2 = new MemoryStream())
        {
            byte[] buffer = new byte[1024];
            int readBytes = 0;
            while ((readBytes = cs.Read(buffer, 0, buffer.Length)) > 0)
            {
                ms2.Write(buffer, 0, readBytes);
            }
            return ms2.ToArray();
        }
    }
}

示例说明

下面提供2条示例代码：

示例1：生成随机密钥和IV，对字符串进行加密和解密

using System;

class Program
{
    static void Main()
    {
        string plainText = "Hello world!";
        byte[] plainBytes = System.Text.Encoding.UTF8.GetBytes(plainText);

        // 生成随机密钥和IV
        using (AesCryptoServiceProvider aes = new AesCryptoServiceProvider())
        {
            aes.GenerateKey();
            aes.GenerateIV();
            byte[] key = aes.Key;
            byte[] iv = aes.IV;

            // 加密
            byte[] cipherBytes = AesHelper.Encrypt(plainBytes, key, iv);

            // 解密
            byte[] decryptBytes = AesHelper.Decrypt(cipherBytes, key, iv);
            string decryptText = System.Text.Encoding.UTF8.GetString(decryptBytes);
            Console.WriteLine(decryptText);
        }
    }
}

示例2：使用固定密钥和IV，对字符串进行加密和解密

using System;

class Program
{
    static void Main()
    {
        string plainText = "Hello world!";
        byte[] plainBytes = System.Text.Encoding.UTF8.GetBytes(plainText);

        byte[] key = new byte[16] { 0x6B, 0xF9, 0x1C, 0x4D, 0x3C, 0x5A, 0xA4, 0x3D, 0x9D, 0x47, 0x1E, 0x2D, 0x5E, 0x5A, 0x41, 0x2F };
        byte[] iv = new byte[16] { 0xA5, 0xA1, 0x94, 0xAB, 0x05, 0xE8, 0xFE, 0x3D, 0x53, 0x7B, 0x7D, 0x5C, 0x9F, 0x6B, 0x9C, 0x70 };

        // 加密
        byte[] cipherBytes = AesHelper.Encrypt(plainBytes, key, iv);

        // 解密
        byte[] decryptBytes = AesHelper.Decrypt(cipherBytes, key, iv);
        string decryptText = System.Text.Encoding.UTF8.GetString(decryptBytes);
        Console.WriteLine(decryptText);
    }
}

以上就是C#中实现AES算法加密解密的完整攻略，希望能够帮助你更好地理解和使用AES算法进行数据加密和解密。