C#中的那些常用加密算法

当涉及到信息安全时，加密是必不可少的一个环节。在C#中，有许多不同的加密算法，如对称加密算法（如DES、3DES、AES）、非对称加密算法（如RSA）、摘要算法（如MD5、SHA256）等等。接下来我们分别探究这些算法的使用方法。

对称加密算法

对称加密算法使用同一把密钥用于加密和解密信息。因此，密钥的保护尤为重要。

DES加密算法

DES全称为数据加密标准，是一种对称加密算法，最初在1977年被美国国家标准局采用，使用56位密钥，对于当今计算机的计算能力而言，DES的安全性已经不太足够。

在C#中，可以使用System.Security.Cryptography命名空间下的DESCryptoServiceProvider类来实现DES加解密。

using System.Security.Cryptography;

public static byte[] EncryptDES(string plainText, byte[] key, byte[] iv)
{
    byte[] encryptedData;
    using (DESCryptoServiceProvider des = new DESCryptoServiceProvider())
    {
        des.Key = key;
        des.IV = iv;
        ICryptoTransform encryptor = des.CreateEncryptor();
        byte[] rawData = Encoding.UTF8.GetBytes(plainText);
        encryptedData = encryptor.TransformFinalBlock(rawData, 0, rawData.Length);
    }
    return encryptedData;
}

public static string DecryptDES(byte[] cipherData, byte[] key, byte[] iv)
{
    string decryptedData;
    using (DESCryptoServiceProvider des = new DESCryptoServiceProvider())
    {
        des.Key = key;
        des.IV = iv;
        ICryptoTransform decryptor = des.CreateDecryptor();
        byte[] rawData = decryptor.TransformFinalBlock(cipherData, 0, cipherData.Length);
        decryptedData = Encoding.UTF8.GetString(rawData);
    }
    return decryptedData;
}

AES加密算法

AES全称为高级加密标准，是一种对称加密算法，与DES相比，它使用更长的密钥（128位、192位或256位），且加解密效率更高，安全性更好。

在C#中，同样可以使用System.Security.Cryptography命名空间下的AesCryptoServiceProvider类来实现AES加解密。

using System.Security.Cryptography;

public static byte[] EncryptAES(string plainText, byte[] key, byte[] iv)
{
    byte[] encryptedData;
    using (AesCryptoServiceProvider aes = new AesCryptoServiceProvider())
    {
        aes.Key = key;
        aes.IV = iv;
        ICryptoTransform encryptor = aes.CreateEncryptor();
        byte[] rawData = Encoding.UTF8.GetBytes(plainText);
        encryptedData = encryptor.TransformFinalBlock(rawData, 0, rawData.Length);
    }
    return encryptedData;
}

public static string DecryptAES(byte[] cipherData, byte[] key, byte[] iv)
{
    string decryptedData;
    using (AesCryptoServiceProvider aes = new AesCryptoServiceProvider())
    {
        aes.Key = key;
        aes.IV = iv;
        ICryptoTransform decryptor = aes.CreateDecryptor();
        byte[] rawData = decryptor.TransformFinalBlock(cipherData, 0, cipherData.Length);
        decryptedData = Encoding.UTF8.GetString(rawData);
    }
    return decryptedData;
}

非对称加密算法

非对称加密算法使用一对密钥，公钥用于加密信息，而私钥用于解密信息。在这里，私钥通常保存在服务器等相对安全的地方，而公钥可以发送给任何需要加密信息的人。

RSA加密算法

RSA是一种基于因数分解难题的非对称加密算法，1996年被提出。在其最初设计时，RSA的密钥长度要足够长才能确保安全。在现代计算机的处理能力下，密钥长度为2048位或更长是一种比较安全的选择。

在C#中，同样可以使用System.Security.Cryptography命名空间下的RSA类来实现RSA加解密。

using System.Security.Cryptography;

public static byte[] EncryptRSA(string plainText, string publicKeyXml)
{
    byte[] encryptedData;
    using (RSACryptoServiceProvider rsa = new RSACryptoServiceProvider())
    {
        rsa.FromXmlString(publicKeyXml);
        byte[] rawData = Encoding.UTF8.GetBytes(plainText);
        encryptedData = rsa.Encrypt(rawData, false); // false表示不使用OAEP填充
    }
    return encryptedData;
}

public static string DecryptRSA(byte[] cipherData, string privateKeyXml)
{
    string decryptedData;
    using (RSACryptoServiceProvider rsa = new RSACryptoServiceProvider())
    {
        rsa.FromXmlString(privateKeyXml);
        byte[] rawData = rsa.Decrypt(cipherData, false); // false表示不使用OAEP填充
        decryptedData = Encoding.UTF8.GetString(rawData);
    }
    return decryptedData;
}

摘要算法

摘要算法是一种单向函数，它将任何消息转换为数字指纹，用于验证消息完整性。常用的摘要算法包括MD5和SHA系列。

MD5

MD5是一种摘要算法，用于将任意长度的数据映射为128位的摘要。尽管MD5很常用，但它已经不被认为是安全的了。

在C#中，可以使用System.Security.Cryptography命名空间下的MD5类来实现MD5摘要的生成。

using System.Security.Cryptography;

public static string ComputeMD5(string rawData)
{
    byte[] data = Encoding.UTF8.GetBytes(rawData);
    using (MD5 md5 = new MD5CryptoServiceProvider())
    {
        byte[] hash = md5.ComputeHash(data);
        StringBuilder hex = new StringBuilder(hash.Length * 2);
        foreach (byte b in hash)
        {
            hex.AppendFormat("{0:x2}", b);
        }
        return hex.ToString();
    }
}

SHA256

SHA256是一种摘要算法，用于将任意长度的数据映射为256位的摘要。对于大多数情况下的数据，SHA系列摘要算法是一个更安全的选择。

在C#中，同样可以使用System.Security.Cryptography命名空间下的SHA256类来实现SHA256摘要的生成。

using System.Security.Cryptography;

public static string ComputeSHA256(string rawData)
{
    byte[] data = Encoding.UTF8.GetBytes(rawData);
    using (SHA256 sha256 = new SHA256CryptoServiceProvider())
    {
        byte[] hash = sha256.ComputeHash(data);
        StringBuilder hex = new StringBuilder(hash.Length * 2);
        foreach (byte b in hash)
        {
            hex.AppendFormat("{0:x2}", b);
        }
        return hex.ToString();
    }
}

以上就是关于C#中常用的加密算法的介绍和实现方法。其实还有很多其他的加密算法，可以根据不同的需求进行选择。