C#加解密之DES算法的实现

简介

DES是一种对称加密算法，常用于数据加密解密、数字签名等方面。在C#中可以使用System.Security.Cryptography命名空间中的类库来实现DES加解密功能。

实现流程

1. 创建DES对象

首先，我们需要创建一个Des类的对象，代码如下：

using System.Security.Cryptography;

DESCryptoServiceProvider des = new DESCryptoServiceProvider();

2. 设置密钥和向量

DES算法需要设置一个8位的密钥和一个8位的向量。可以使用以上代码创建的des对象来生成随机的密钥和向量。

byte[] key = des.Key;
byte[] iv = des.IV;

密钥和向量是二进制数据，但可以通过Base64编码转化为字符串进行保存。可以使用以下代码分别获取密钥和向量的Base64编码字符串：

string keyString = Convert.ToBase64String(key);
string ivString = Convert.ToBase64String(iv);

3. 加密

加密可以通过以下代码实现：

byte[] plaintext = Encoding.UTF8.GetBytes("要加密的数据");

using (MemoryStream msEncrypt = new MemoryStream())
{
    using (CryptoStream csEncrypt = new CryptoStream(msEncrypt, des.CreateEncryptor(), CryptoStreamMode.Write))
    {
        csEncrypt.Write(plaintext, 0, plaintext.Length);
        csEncrypt.FlushFinalBlock();
        byte[] ciphertext = msEncrypt.ToArray();
    }
}

以上代码中，我们使用MemoryStream来暂存加密后的数据。同时，使用CryptoStream类将数据写入MemoryStream中，并使用CreateEncryptor方法来创建DES加密器。

4. 解密

解密可以通过类似的代码实现：

byte[] ciphertext = // 从加密后的数据源中获取到的数据
byte[] plaintext = new byte[ciphertext.Length];

using (MemoryStream msDecrypt = new MemoryStream(ciphertext))
{
    using (CryptoStream csDecrypt = new CryptoStream(msDecrypt, des.CreateDecryptor(), CryptoStreamMode.Read))
    {
        csDecrypt.Read(plaintext, 0, plaintext.Length);
    }
}

string result = Encoding.UTF8.GetString(plaintext);

以上代码中，我们使用MemoryStream来暂存解密后的数据。同时，使用CryptoStream类将数据从MemoryStream中读取，并使用CreateDecryptor方法来创建DES解密器。

示例说明

以下是两个关于DES加解密的示例说明：

示例1：使用固定密钥和向量进行加解密

string keyString = "fwniu37c";
string ivString = "jxczoe17";

byte[] key = Convert.FromBase64String(keyString);
byte[] iv = Convert.FromBase64String(ivString);

using (DESCryptoServiceProvider des = new DESCryptoServiceProvider())
{
    des.Key = key;
    des.IV = iv;

    byte[] plaintext = Encoding.UTF8.GetBytes("要加密的数据");

    using (MemoryStream msEncrypt = new MemoryStream())
    {
        using (CryptoStream csEncrypt = new CryptoStream(msEncrypt, des.CreateEncryptor(), CryptoStreamMode.Write))
        {
            csEncrypt.Write(plaintext, 0, plaintext.Length);
            csEncrypt.FlushFinalBlock();
            byte[] ciphertext = msEncrypt.ToArray();

            byte[] decryptedText = new byte[ciphertext.Length];

            using (MemoryStream msDecrypt = new MemoryStream(ciphertext))
            {
                using (CryptoStream csDecrypt = new CryptoStream(msDecrypt, des.CreateDecryptor(), CryptoStreamMode.Read))
                {
                    csDecrypt.Read(decryptedText, 0, decryptedText.Length);
                }
            }

            string result = Encoding.UTF8.GetString(decryptedText);
            Console.WriteLine(result);
        }
    }
}

示例2：使用随机生成的密钥和向量进行加解密

using (DESCryptoServiceProvider des = new DESCryptoServiceProvider())
{
    byte[] key = des.Key;
    byte[] iv = des.IV;

    string keyString = Convert.ToBase64String(key);
    string ivString = Convert.ToBase64String(iv);

    Console.WriteLine($"key: {keyString}");
    Console.WriteLine($"iv: {ivString}");

    byte[] plaintext = Encoding.UTF8.GetBytes("要加密的数据");

    using (MemoryStream msEncrypt = new MemoryStream())
    {
        using (CryptoStream csEncrypt = new CryptoStream(msEncrypt, des.CreateEncryptor(), CryptoStreamMode.Write))
        {
            csEncrypt.Write(plaintext, 0, plaintext.Length);
            csEncrypt.FlushFinalBlock();
            byte[] ciphertext = msEncrypt.ToArray();

            byte[] decryptedText = new byte[ciphertext.Length];

            using (MemoryStream msDecrypt = new MemoryStream(ciphertext))
            {
                using (CryptoStream csDecrypt = new CryptoStream(msDecrypt, des.CreateDecryptor(), CryptoStreamMode.Read))
                {
                    csDecrypt.Read(decryptedText, 0, decryptedText.Length);
                }
            }

            string result = Encoding.UTF8.GetString(decryptedText);
            Console.WriteLine(result);
        }
    }
}

在这两个示例中，我们分别使用了固定的和随机生成的密钥和向量进行了加解密操作。通过在控制台输出加密后的字符串，我们可以看到正确地将字符串加密后再进行解密，确保了所谓的DES数据保密性。