C# 12 核心要点

第 20 章 密码学 密码学

本作品已使用人工智能进行翻译。欢迎您提供反馈和意见：[e-mail]

在本章中，我们将讨论 .NET 中的主要加密 API：

• Windows 数据保护 API (DPAPI)

• 散列

• 对称加密

• 公钥加密和签名

本章所涉及的类型定义在以下命名空间中：

System.Security;
System.Security.Cryptography;

概述

表 20-1总结了 .NET 中的加密选项。在接下来的章节中，我们将逐一探讨。

表 20-1. .NET 中的加密和散列选项

选项	管理关键	速度	实力	说明
File.Encrypt	0	快速	取决于用户密码	通过文件系统支持透明地保护文件。密钥由登录用户的凭据隐式生成。仅限 Windows。
Windows 数据保护	0	快速	取决于用户密码	使用隐式导出密钥加密和解密字节数组。
散列	0	快速	高	单向（不可逆）转换。用于存储密码、比较文件和检查数据是否损坏。
对称加密	1	快速	高	用于通用加密/解密。使用相同的密钥进行加密和解密。可用于保护传输中信息的安全。
公钥加密	2	慢	高	加密和解密使用不同的密钥。用于在信息传输中交换对称密钥，以及对文件进行数字签名。

.NET还在System.Security.Cryptography.Xml 中为创建和验证基于XML的签名提供了更专业的支持，并在System.Security.Cryptography.X509Certificates 中提供了处理数字证书的类型。

Windows 数据保护

备注

Windows 数据保护功能仅适用于 Windows，在其他操作系统上则会出现PlatformNotSupportedException 。

在"文件和目录操作 "一节中，我们介绍了如何使用File.Encrypt 请求操作系统对文件进行透明加密：

File.WriteAllText ("myfile.txt", "");
File.Encrypt ("myfile.txt");
File.AppendAllText ("myfile.txt", "sensitive data");

在这种情况下，加密使用的密钥来自登录用户的密码。通过 Windows 数据保护 API (DPAPI)，您可以使用相同的隐式派生密钥对字节数组进行加密。DPAPI 通过 ProtectedData类--一种具有两个静态方法的简单类型：

public static byte[] Protect
  (byte[] userData, byte[] optionalEntropy, DataProtectionScope scope);

public static byte[] Unprotect
  (byte[] encryptedData, byte[] optionalEntropy, DataProtectionScope scope);

在optionalEntropy 中包含的内容都会添加到密钥中，从而提高密钥的安全性。DataProtectionScope 枚举参数允许两个选项：Curren⁠t​User 或LocalMachine 。使用CurrentUser 时，密钥来自登录用户的凭据；使用LocalMachine 时，使用所有用户通用的全机器密钥。这意味着使用CurrentUser 范围，一个用户加密的数据无法被另一个用户解密。LocalMachine ...