密码学系列——常见的加密方式（c#代码实操）

前言

说起加密方式，其实密码学的角度ASCII编码其实本身就是一种加密解密。

由于其公开，现在用于数字与字符的转换。

查看ASCII表可以去官网查查。

转换代码如下:

static void Main(string[] args)
{
	char c = (char)97;
	Console.WriteLine(c);//a
	Console.ReadKey();
}

大概就是这样了。

再讲另外一个故事，我们在数据传输过程中为什么要求编码格式一致。

这个问题其实也是一个密码学问题。比如说传输方的编码是UTF8，接收方是GBK，那么两者是接收不到正确的消息的。最起码的一点就是UTF-8是汉字是三个字节，GBK汉字是两个字节。

好吧，下面就介绍几种常用的加解密大法吧。

正文

凯撒加解密

凯撒大法是通过移位来加解密，比如说a移动1位就是b了。

代码如下:

public class KaiserDemo
{
	//解密
	public static string decrytKaiser(string encrytedData, int key)
	{
		char[] chars = encrytedData.ToCharArray();
		StringBuilder sb = new StringBuilder();
		foreach (char c in chars)
		{
			//转换为int
			int asciiCode = c;
			asciiCode -= key;
			char result = (char)asciiCode;
			sb.Append(result);
		}
		return sb.ToString();
	}
	//加密
	public static string encrytKaiser(string orinal,int key)
	{
		char[] chars = orinal.ToCharArray();
		StringBuilder sb = new StringBuilder();
		foreach (char c in chars)
		{
			//转换为int
			int asciiCode = c;
			asciiCode += key;
			char result = (char)asciiCode;
			sb.Append(result);
		}
		return sb.ToString();
	}
}

测试:

static void Main(string[] args)
{
	string s = "Hello Word";
	int key = 5;
	var encrytedStr = KaiserDemo.encrytKaiser(s, key);
	Console.WriteLine(encrytedStr);
	var decrytedStr = KaiserDemo.decrytKaiser(encrytedStr, key);
	Console.WriteLine(decrytedStr);
	Console.ReadKey();
}

效果:

base64位转换

base64位是一个非常关键地方，先写一下原理:

base64 是 3个字节为一组，一个字节 8位，一共 就是24位 ，然后，把3个字节转成4组，每组6位，
3 * 8 = 4 * 6 = 24 ，每组6位，缺少的2位，会在高位进行补0 ，这样做的好处在于 ，base取的是后面6位，去掉高2位 ，

那么base64的取值就可以控制在0-63位了，所以就叫base64，111 111 = 32 + 16 + 8 + 4 + 2 + 1 =63

在64范围之内，当然也有人认为0-63,一共64位。

base64 构成原则
① 小写 a - z = 26个字母
② 大写 A - Z = 26个字母
③ 数字 0 - 9 = 10 个数字
④ + / = 2个符号

前面提及到为什么base64是一个非常关键的地方呢？

因为base64可以将一些特殊字符全部转换成常规字符，原来的4个字节变成3个字节，那么数值是变小的。

具体可看一下:

https://baike.baidu.com/item/base64/8545775?fr=aladdin

des 加解密

直接上代码:

/// <summary>
/// DES 加解密
/// </summary>
/// <param name="origal">加解密字符串</param>
/// <param name="key">key</param>
/// <param name="iv">iv</param>
/// <param name="sign">标识加密或者解密位,默认加密</param>
/// <returns>加解密后的结果</returns>
public static string DES(string origal, string key, string iv, int sign = 0)
{
	byte[] origalByteArray = sign == 0 ? Encoding.Default.GetBytes(origal) : Convert.FromBase64String(origal);
	DESCryptoServiceProvider des = new DESCryptoServiceProvider();
	des.Key = Encoding.ASCII.GetBytes(key);
	des.IV = Encoding.ASCII.GetBytes(iv);
	if (sign != 0)
	{
		des.Padding = PaddingMode.None;
	}
	string result = string.Empty;
	using (MemoryStream ms = new MemoryStream())
	{
		using (CryptoStream cs = new CryptoStream(ms, sign == 0 ? des.CreateEncryptor() : des.CreateDecryptor(), CryptoStreamMode.Write))
		{
			cs.Write(origalByteArray, 0, origalByteArray.Length);
			cs.FlushFinalBlock();
			result = sign == 0 ? Convert.ToBase64String(ms.ToArray()) : System.Text.Encoding.Default.GetString(ms.ToArray());
			
		}
	}
	if (result == string.Empty)
	{
		throw new ArgumentException();
	}
	return result;
}

测试:

static void Main(string[] args)
{
	string origal = "王胖子";
	string key = "12345678";
	string iv = "12345678";
	string encrytedStr = DESDemo.DES(origal, key, iv);
	Console.WriteLine("加密后的字符串:" + encrytedStr);
	string dncrytedStr = DESDemo.DES(encrytedStr, key, iv, 1);
	Console.WriteLine("加密后的字符串:" + dncrytedStr);
	Console.Read();
}

测试结果:

这里有人看到心里就想啊，怎么跟我代码里面的helper类不一样？

一个是现在不完善，第二个是现在是无填充模式，下一章将会介绍填充模式。

aes

/// <summary>
/// AES 加解密
/// </summary>
/// <param name="origal">加解密字符串</param>
/// <param name="key">key</param>
/// <param name="iv">iv</param>
/// <param name="sign">标识加密或者解密位,默认加密</param>
/// <returns>加解密后的结果</returns>
public static string AES(string origal, string key, string iv, int sign = 0)
{
	byte[] origalByteArray = sign == 0 ? Encoding.Default.GetBytes(origal) : Convert.FromBase64String(origal);
	RijndaelManaged aes = new RijndaelManaged();
	aes.Key = Encoding.ASCII.GetBytes(key);
	aes.IV = Encoding.ASCII.GetBytes(iv);
	if (sign != 0)
	{
		aes.Padding = PaddingMode.None;
	}
	string result = string.Empty;
	using (MemoryStream ms = new MemoryStream())
	{
		using (CryptoStream cs = new CryptoStream(ms, sign == 0 ? aes.CreateEncryptor() : aes.CreateDecryptor(), CryptoStreamMode.Write))
		{
			cs.Write(origalByteArray, 0, origalByteArray.Length);
			cs.FlushFinalBlock();
			result = sign == 0 ? Convert.ToBase64String(ms.ToArray()) : System.Text.Encoding.Default.GetString(ms.ToArray());

		}
	}
	if (result == string.Empty)
	{
		throw new ArgumentException();
	}
	return result;
}

string origal = "王胖子";
string key = "IE7XG5ORF7EA4JC5";
string iv = "IE7XG5ORF7EA4JC5";
string encrytedStr = AESDemo.AES(origal, key, iv);
Console.WriteLine("加密后的字符串:" + encrytedStr);
string dncrytedStr = AESDemo.AES(encrytedStr, key, iv, 1);
Console.WriteLine("加密后的字符串:" + dncrytedStr);
Console.Read();

测试结果:

和des一样哈，不完善，下一节将会完善。

结

下一节介绍填充和不填充，如果不明白在开发中还是很容易出事的，比如说服务端采用填充模式，客户端非填充模式，那么会报错的，顺便完善的一下code。