【区块链】（四）之常见的加密算法

我们经常在谍战片里看到，我军传递情报用电报发送，但敌人也可以截取电报，这就需要对电报发送的内容进行加密，当时常用的加密方式是通过一段密文，对情报进行加密，比如说是当天的日报。这种属于对称加密，差不多是DES加密算法。这里简单介绍几种。

 

 

主要介绍这几种

需要注意的是，不可逆的不代表真的不可逆。

（1）MD5

 

Message Digest Algorithm MD5（中文名为消息摘要算法第五版）为计算机安全领域广泛使用的一种散列函数，用以提供消息的完整性保护。

 

 

MD5即Message-Digest Algorithm 5（信息-摘要算法5），用于确保信息传输完整一致。是计算机广泛使用的杂凑算法之一（又译摘要算法、哈希算法），主流编程语言普遍已有MD5实现。将数据（如汉字）运算为另一固定长度值，是杂凑算法的基础原理，MD5的前身有MD2、MD3和MD4。
MD5算法具有以下特点：
1、压缩性：任意长度的数据，算出的MD5值长度都是固定的。
2、容易计算：从原数据计算出MD5值很容易。
3、抗修改性：对原数据进行任何改动，哪怕只修改1个字节，所得到的MD5值都有很大区别。
4、强抗碰撞：已知原数据和其MD5值，想找到一个具有相同MD5值的数据（即伪造数据）是非常困难的。

 

 

MD5的作用是让大容量信息在用数字签名软件签署私人密钥前被"压缩"成一种保密的格式（就是把一个任意长度的字节串变换成一定长的十六进制数字串）。除了MD5以外，其中比较有名的还有sha-1、RIPEMD以及Haval等。

MD5为不可逆的加密方式一般用作密码验证，当密码加密结果一致时则认为登陆成功；

public class MD5
{
    public string MD5Encrypt(string normalTxt)
    {
        var bytes = Encoding.Default.GetBytes(normalTxt);//求Byte[]数组
        var Md5 = new MD5CryptoServiceProvider().ComputeHash(bytes);//求哈希值
        return Convert.ToBase64String(Md5);//将Byte[]数组转为净荷明文(其实就是字符串)
    }
}

（2）SHA

安全散列算法（英语：Secure Hash Algorithm，缩写为SHA）是一个密码散列函数家族，是FIPS所认证的安全散列算法。能计算出一个数字消息所对应到的，长度固定的字符串（又称消息摘要）的算法。且若输入的消息不同，它们对应到不同字符串的机率很高。

    public class SHA//SHA为不可逆加密方式
    {
        public string SHA1Encrypt(string normalTxt)
        {
            var bytes = Encoding.Default.GetBytes(normalTxt);
            var SHA = new SHA1CryptoServiceProvider();
            var encryptbytes = SHA.ComputeHash(bytes);
            return Convert.ToBase64String(encryptbytes);
        }
        public string SHA256Encrypt(string normalTxt)
        {
            var bytes = Encoding.Default.GetBytes(normalTxt);
            var SHA256 = new SHA256CryptoServiceProvider();
            var encryptbytes = SHA256.ComputeHash(bytes);
            return Convert.ToBase64String(encryptbytes);
        }
        public string SHA384Encrypt(string normalTxt)
        {
            var bytes = Encoding.Default.GetBytes(normalTxt);
            var SHA384 = new SHA384CryptoServiceProvider();
            var encryptbytes = SHA384.ComputeHash(bytes);
            return Convert.ToBase64String(encryptbytes);
        }
        public string SHA512Encrypt(string normalTxt)
        {
            var bytes = Encoding.Default.GetBytes(normalTxt);
            var SHA512 = new SHA512CryptoServiceProvider();
            var encryptbytes = SHA512.ComputeHash(bytes);
            return Convert.ToBase64String(encryptbytes);
        }
    }

 

（3）DES

DES全称为Data Encryption Standard，即数据加密标准，是一种使用密钥加密的块算法，1977年被美国联邦政府的国家标准局确定为联邦资料处理标准（FIPS），并授权在非密级政府通信中使用，随后该算法在国际上广泛流传开来。需要注意的是，在某些文献中，作为算法的DES称为数据加密算法（Data Encryption Algorithm,DEA），已与作为标准的DES区分开来。

public class DES
    {
        public DES(byte[] keyvi)//密钥向量,8位就好了例如new byte[]{0x01,0x02,0x03,0x04,0x05,0x05,0x07}
        {
            this.keyvi = keyvi;
        }
        private byte[] keyvi;
        public string DesEncrypt(string normalTxt,string EncryptKey)
        {
           var bytes= Encoding.Default.GetBytes(normalTxt);
            var key = Encoding.UTF8.GetBytes(EncryptKey.PadLeft(8, '0').Substring(0, 8));
            using (MemoryStream ms=new MemoryStream())
            {
                var encry = new DESCryptoServiceProvider();
                CryptoStream cs = new CryptoStream(ms,encry.CreateEncryptor(key, keyvi),CryptoStreamMode.Write);
                cs.Write(bytes,0,bytes.Length);
                cs.FlushFinalBlock();
                return Convert.ToBase64String(ms.ToArray());
            }
        }
        public string DesDecrypt(string securityTxt, string EncryptKey)//解密
        {
            try
            {
                var bytes= Convert.FromBase64String(securityTxt);
                var key = Encoding.UTF8.GetBytes(EncryptKey.PadLeft(8, '0').Substring(0, 8));
                using (MemoryStream ms = new MemoryStream())
                {
                    var descrypt = new DESCryptoServiceProvider();
                    CryptoStream cs = new CryptoStream(ms, descrypt.CreateDecryptor (key, keyvi), CryptoStreamMode.Write);
                    cs.Write(bytes,0,bytes.Length);
                    cs.FlushFinalBlock();
                    return Encoding.UTF8.GetString(ms.ToArray());
                }
 
            }
            catch (Exception)
            {
                return string.Empty;
            }
        }
    }

 

（4）AES

 

高级加密标准（英语：Advanced Encryption Standard，缩写：AES），在密码学中又称Rijndael加密法，是美国联邦政府采用的一种区块加密标准。这个标准用来替代原先的DES，已经被多方分析且广为全世界所使用。经过五年的甄选流程，高级加密标准由美国国家标准与技术研究院（NIST）于2001年11月26日发布于FIPS PUB 197，并在2002年5月26日成为有效的标准。2006年，高级加密标准已然成为对称密钥加密中最流行的算法之一。

 public class AES
    {
        public AES(byte[] iv)
        {
            this.iv = iv;
        }
        byte[] iv;
        public string AESEncrypt(string normalTxt,string key)
        {
            var bytes = Encoding.Default.GetBytes(normalTxt);
            SymmetricAlgorithm des =Rijndael.Create();
            des.Key = Encoding.Default.GetBytes(key);
            des.IV = iv;
            using (MemoryStream ms=new MemoryStream())
            {
                CryptoStream cs = new CryptoStream(ms,des.CreateEncryptor(),CryptoStreamMode.Write);
                cs.Write(bytes, 0, bytes.Length);
                cs.FlushFinalBlock();
                return Convert.ToBase64String(ms.ToArray());
            }
        }
        public string AESDecrypt(string securityTxt, string key)
        {
            try
            {
                var bytes = Convert.FromBase64String(securityTxt);
                SymmetricAlgorithm des = Rijndael.Create();
                des.Key = Encoding.Default.GetBytes(key);
                des.IV = iv;
                using (MemoryStream ms = new MemoryStream())
                {
                    CryptoStream cs = new CryptoStream(ms, des.CreateDecryptor(), CryptoStreamMode.Write);
                    cs.Write(bytes, 0, bytes.Length);
                    cs.FlushFinalBlock();
                    return Convert.ToBase64String(ms.ToArray());
                }
            }
            catch (Exception)
            {
                return string.Empty;
            }
 
        }
    }

 

 

 

（5）RSA

 

RSA加密算法是一种非对称加密算法。在公开密钥加密和电子商业中RSA被广泛使用。RSA是1977年由罗纳德·李维斯特（Ron Rivest）、阿迪·萨莫尔（Adi Shamir）和伦纳德·阿德曼（Leonard Adleman）一起提出的。当时他们三人都在麻省理工学院工作。RSA就是他们三人姓氏开头字母拼在一起组成的。

1973年，在英国政府通讯总部工作的数学家克利福德·柯克斯（Clifford Cocks）在一个内部文件中提出了一个相同的算法，但他的发现被列入机密，一直到1997年才被发表。

对极大整数做因数分解的难度决定了RSA算法的可靠性。换言之，对一极大整数做因数分解愈困难，RSA算法愈可靠。假如有人找到一种快速因数分解的算法的话，那么用RSA加密的信息的可靠性就肯定会极度下降。但找到这样的算法的可能性是非常小的。今天只有短的RSA钥匙才可能被强力方式解破。到目前为止，世界上还没有任何可靠的攻击RSA算法的方式。只要其钥匙的长度足够长，用RSA加密的信息实际上是不能被解破的。

1983年麻省理工学院在美国为RSA算法申请了专利。这个专利2000年9月21日失效。由于该算法在申请专利前就已经被发表了，在世界上大多数其它地区这个专利权不被承认。

RSA需要两把密钥，一个public key进行加密，一个private key用来解密。也可称为公钥，私钥。 

加密：

        public string RSAEncrypt(string normaltxt)
        {
            var bytes = Encoding.Default.GetBytes(normaltxt);
            var encryptBytes= new RSACryptoServiceProvider(new CspParameters()).Encrypt(bytes,false);
            return Convert.ToBase64String(encryptBytes);
        }

解密：

        public string RSADecrypt(string securityTxt)
        {
            try//必须使用Try catch,不然输入的字符串不是净荷明文程序就Gameover了
            {
               var bytes= Convert.FromBase64String(securityTxt);
               var DecryptBytes =new RSACryptoServiceProvider(new CspParameters()).Decrypt(bytes,false);
               return Encoding.Default.GetString(DecryptBytes);
            }
            catch (Exception)
            {
                return string.Empty;
            }
        }