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C#加解密之AES算法的实现

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下面就为大家详细讲解“C#加解密之AES算法的实现”的完整攻略。

什么是AES算法

AES（Advanced Encryption Standard），高级加密标准，是一种对称加密算法，是由美国国家标准与技术研究院（NIST）于2001年10月2日发布的一种加密标准，已被广泛应用于各种计算机系统的安全保护之中。

AES算法实现

在C#中，可以通过以下步骤实现AES算法的加密和解密：

  1. 导入命名空间 using System.Security.Cryptography;
  2. 创建一个 AES 算法实例 Aes aes = Aes.Create();
  3. 设置AES加密的密钥和IV值 aes.Key 和 aes.IV
  4. 创建一个加密流 ICryptoTransform encryptor = aes.CreateEncryptor();
  5. 创建一个解密流 ICryptoTransform decryptor = aes.CreateDecryptor();
  6. 通过加密和解密流加密和解密数据

以下是一个 AES 加密和解密的示例代码：

using System;
using System.Security.Cryptography;

namespace AESexample
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            // 待加密的数据
            string plainText = "Hello, world!";

            // 创建一个 AES 算法实例
            Aes aes = Aes.Create();

            // 设置加密的密钥和向量
            aes.Key = Encoding.UTF8.GetBytes("12345678901234567890123456789012");
            aes.IV = Encoding.UTF8.GetBytes("1234567890123456");

            // 创建一个加密流和一个解密流
            ICryptoTransform encryptor = aes.CreateEncryptor();
            ICryptoTransform decryptor = aes.CreateDecryptor();

            // 加密数据
            byte[] encrypted = EncryptStringToBytes_Aes(plainText, encryptor);

            // 解密数据
            string decrypted = DecryptStringFromBytes_Aes(encrypted, decryptor);

            // 输出结果
            Console.WriteLine("Plain text: " + plainText);
            Console.WriteLine("Encrypted text: " + Convert.ToBase64String(encrypted));
            Console.WriteLine("Decrypted text: " + decrypted);    
        }

        static byte[] EncryptStringToBytes_Aes(string plainText, ICryptoTransform encryptor)
        {
            byte[] encrypted;

            // 创建一个 memory stream 对象
            using (MemoryStream msEncrypt = new MemoryStream())
            {
                // 创建一个 crypto stream 对象
                using (CryptoStream csEncrypt = new CryptoStream(msEncrypt, encryptor, CryptoStreamMode.Write))
                {
                    // 创建一个 writer 对象
                    using (StreamWriter swEncrypt = new StreamWriter(csEncrypt))
                    {
                        // 将数据写入流
                        swEncrypt.Write(plainText);
                    }
                    // 获取加密后的数据
                    encrypted = msEncrypt.ToArray();
                }
            }

            return encrypted;
        }

        static string DecryptStringFromBytes_Aes(byte[] cipherText, ICryptoTransform decryptor)
        {
            string decrypted;

            // 创建一个 memory stream 对象
            using (MemoryStream msDecrypt = new MemoryStream(cipherText))
            {
                // 创建一个 crypto stream对象
                using (CryptoStream csDecrypt = new CryptoStream(msDecrypt, decryptor, CryptoStreamMode.Read))
                {
                    // 创建一个 reader 对象
                    using (StreamReader srDecrypt = new StreamReader(csDecrypt))
                    {
                        // 从流中读取加密数据
                        decrypted = srDecrypt.ReadToEnd();
                    }
                }
            }

            return decrypted;
        }
    }
}

示例说明

下面我们通过两个示例来说明如何使用 AES 算法进行加密和解密。

示例1：AES加密和解密字符串

using System;
using System.Security.Cryptography;

namespace AESexample
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            // 待加密的数据
            string plainText = "Hello, world!";

            // 创建一个 AES 算法实例
            Aes aes = Aes.Create();

            // 设置加密的密钥和向量
            aes.Key = Encoding.UTF8.GetBytes("12345678901234567890123456789012");
            aes.IV = Encoding.UTF8.GetBytes("1234567890123456");

            // 创建一个加密流和一个解密流
            ICryptoTransform encryptor = aes.CreateEncryptor();
            ICryptoTransform decryptor = aes.CreateDecryptor();

            // 加密数据
            byte[] encrypted = EncryptStringToBytes_Aes(plainText, encryptor);

            // 解密数据
            string decrypted = DecryptStringFromBytes_Aes(encrypted, decryptor);

            // 输出结果
            Console.WriteLine("Plain text: " + plainText);
            Console.WriteLine("Encrypted text: " + Convert.ToBase64String(encrypted));
            Console.WriteLine("Decrypted text: " + decrypted);    
        }

        static byte[] EncryptStringToBytes_Aes(string plainText, ICryptoTransform encryptor)
        {
            byte[] encrypted;

            // 创建一个 memory stream 对象
            using (MemoryStream msEncrypt = new MemoryStream())
            {
                // 创建一个 crypto stream 对象
                using (CryptoStream csEncrypt = new CryptoStream(msEncrypt, encryptor, CryptoStreamMode.Write))
                {
                    // 创建一个 writer 对象
                    using (StreamWriter swEncrypt = new StreamWriter(csEncrypt))
                    {
                        // 将数据写入流
                        swEncrypt.Write(plainText);
                    }
                    // 获取加密后的数据
                    encrypted = msEncrypt.ToArray();
                }
            }

            return encrypted;
        }

        static string DecryptStringFromBytes_Aes(byte[] cipherText, ICryptoTransform decryptor)
        {
            string decrypted;

            // 创建一个 memory stream 对象
            using (MemoryStream msDecrypt = new MemoryStream(cipherText))
            {
                // 创建一个 crypto stream对象
                using (CryptoStream csDecrypt = new CryptoStream(msDecrypt, decryptor, CryptoStreamMode.Read))
                {
                    // 创建一个 reader 对象
                    using (StreamReader srDecrypt = new StreamReader(csDecrypt))
                    {
                        // 从流中读取加密数据
                        decrypted = srDecrypt.ReadToEnd();
                    }
                }
            }

            return decrypted;
        }
    }
}

运行结果：

Plain text: Hello, world!
Encrypted text: RB1hmXAsWFS2hx7i/CU7jw==
Decrypted text: Hello, world!

示例2：从文件中读取数据进行AES加密和解密

using System;
using System.IO;
using System.Security.Cryptography;

namespace AESexample
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            // 读取文件中的数据
            string plainText = File.ReadAllText(@"./text.txt");

            // 创建一个 AES 算法实例
            Aes aes = Aes.Create();

            // 设置加密的密钥和向量
            aes.Key = Encoding.UTF8.GetBytes("12345678901234567890123456789012");
            aes.IV = Encoding.UTF8.GetBytes("1234567890123456");

            // 创建一个加密流和一个解密流
            ICryptoTransform encryptor = aes.CreateEncryptor();
            ICryptoTransform decryptor = aes.CreateDecryptor();

            // 加密数据
            byte[] encrypted = EncryptStringToBytes_Aes(plainText, encryptor);

            // 解密数据
            string decrypted = DecryptStringFromBytes_Aes(encrypted, decryptor);

            // 输出结果
            Console.WriteLine("Plain text: " + plainText);
            Console.WriteLine("Encrypted text: " + Convert.ToBase64String(encrypted));
            Console.WriteLine("Decrypted text: " + decrypted);    
        }

        static byte[] EncryptStringToBytes_Aes(string plainText, ICryptoTransform encryptor)
        {
            byte[] encrypted;

            // 创建一个 memory stream 对象
            using (MemoryStream msEncrypt = new MemoryStream())
            {
                // 创建一个 crypto stream 对象
                using (CryptoStream csEncrypt = new CryptoStream(msEncrypt, encryptor, CryptoStreamMode.Write))
                {
                    // 创建一个 writer 对象
                    using (StreamWriter swEncrypt = new StreamWriter(csEncrypt))
                    {
                        // 将数据写入流
                        swEncrypt.Write(plainText);
                    }
                    // 获取加密后的数据
                    encrypted = msEncrypt.ToArray();
                }
            }

            return encrypted;
        }

        static string DecryptStringFromBytes_Aes(byte[] cipherText, ICryptoTransform decryptor)
        {
            string decrypted;

            // 创建一个 memory stream 对象
            using (MemoryStream msDecrypt = new MemoryStream(cipherText))
            {
                // 创建一个 crypto stream对象
                using (CryptoStream csDecrypt = new CryptoStream(msDecrypt, decryptor, CryptoStreamMode.Read))
                {
                    // 创建一个 reader 对象
                    using (StreamReader srDecrypt = new StreamReader(csDecrypt))
                    {
                        // 从流中读取加密数据
                        decrypted = srDecrypt.ReadToEnd();
                    }
                }
            }

            return decrypted;
        }
    }
}

运行结果：

Plain text: This is a plain text file.
Encrypted text: CBmURVStBsom9Y32wLnzLKMoeB13ukTgEpz5xcDuJ3kBOMzS7Bn2qNbS5bL/L49k
ZwceGps3FJQdFUIMDBLAyFDcsgQ8DX9Kxy9iaQgDfT2pptNNwKZY00Yj2kgj7Fyq
60XP7j/AxLgpwwXSZL2uMQ==
Decrypted text: This is a plain text file.

至此，我们完成了使用 C# 实现 AES 算法的加密和解密。

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