如何使用 Visual C# 加密和解密文件

如何使用 Visual C# 加密和解密文件

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文章编号	:	307010
最后修改	:	2007年1月23日
修订	:	7.3

本文的发布号曾为 CHS307010

有关本文的 Microsoft Visual Basic .NET 版本，请参见 301070 (http://support.microsoft.com/kb/301070/)。

本文引用下面的 Microsoft .NET Framework 类库命名空间：

•	System.IO
•	System.Security
•	System.Security.Cryptography

注意：本文不适用于 Microsoft .NET Framework 2.0。

本页

概要

要求

加密和解密

加密文件

解密文件

测试过程

完整代码列表

参考

概要

本文介绍如何使用 Microsoft .NET Framework 提供的加密类对文本文件进行加密以使其处于不可读状态，然后再对该信息进行解密，以恢复到原来的格式。

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要求

下面列出了推荐使用的硬件、软件、网络架构以及所需的 Service Pack：

•	Microsoft Windows 2000 Professional、Windows 2000 Server、Windows 2000 Advanced Server、Windows NT 4.0 Server 或 Microsoft Windows XP Professional
•	Microsoft Visual Studio 2005 或 Microsoft Visual Studio .NET

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加密和解密

Microsoft .NET Framework 中的 System.Security.Cryptographic 命名空间提供了多种帮助您加密和解密的工具。CryptoStream 类就是所提供的诸多类中的一个。CryptoStream 类设计用于在内容以流的形式输出到文件时加密和解密内容。

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加密文件

要加密文件，请按照下列步骤操作：

1.	启动 Visual Studio 2005 或 Visual Studio .NET。
2.	单击“项目”下的“Visual C#”，然后单击“模板”下的“控制台应用程序”。Visual C# .NET 为您创建一个静态类，以及一个空的 Main() 过程。
3.	对以下命名空间使用 using 语句（如以下示例代码中所示）： • System • System.Security • System.Security.Cryptography • System.Text • System.IO 这样，在后面的代码中就不必从这些命名空间中限定声明了。这些语句必须位于任何其他声明之前。 using System; using System.IO; using System.Security; using System.Security.Cryptography; using System.Runtime.InteropServices; using System.Text;
4.	生成密钥以加密和解密数据。DESCryptoServiceProvider 基于一种对称加密算法。对称加密需要密钥和初始化矢量 (IV) 来加密数据。要解密该数据，您必须拥有此同一密钥和 IV。您还必须使用相同的加密算法。您可以使用下列方法之一生成密钥： • 方法 1 您可以提示用户输入密码。然后，将此密码用作密钥和 IV。 • 方法 2 当您创建对称加密类的新实例时，将为会话自动创建一个新的密钥和 IV。使用由受管理的对称加密类生成的密钥和 IV 来加密和解密文件。 有关如何生成和分发密钥的更多信息，请参见 Microsoft .NET Framework SDK 文档，或访问以下 Microsoft Developer Network (MSDN) 网站： 生成加密密钥和解密密钥 http://msdn.microsoft.com/library/default.asp?url=/library/zh-cn/cpguide/html/cpcongeneratingkeysforencryptiondecryption.asp (http://msdn.microsoft.com/library/default.asp?url=/library/zh-cn/cpguide/html/cpcongeneratingkeysforencryptiondecryption.asp)
5.	添加以下函数为会话生成一个新的密钥（按照步骤 4 的方法 2 中的说明)： // Call this function to remove the key from memory after use for security. [System.Runtime.InteropServices.DllImport("KERNEL32.DLL", EntryPoint="RtlZeroMemory")] public static extern bool ZeroMemory(ref string Destination, int Length); // Function to Generate a 64 bits Key. static string GenerateKey() { // Create an instance of Symetric Algorithm. Key and IV is generated automatically. DESCryptoServiceProvider desCrypto =(DESCryptoServiceProvider)DESCryptoServiceProvider.Create(); // Use the Automatically generated key for Encryption. return ASCIIEncoding.ASCII.GetString(desCrypto.Key); }
6.	在您的类中创建一个命名为 EncryptFile 的方法。EncryptFile 类必须具有以下 3 个参数： • sInputFilename • sOutputFilename • sKey（用于加密和解密文件的密钥。） static void EncryptFile(string sInputFilename, string sOutputFilename, string sKey)
7.	在 EncryptFile 过程中，创建一个输入 FileStream 对象和一个输出 FileStream 对象。这些对象可以从目标文件中读取和向其中写入。 FileStream fsInput = new FileStream(sInputFilename, FileMode.Open, FileAccess.Read); FileStream fsEncrypted = new FileStream(sOutputFilename, FileMode.Create, FileAccess.Write);
8.	声明一个 DESCryptoServiceProvider 类的实例。这表示对文件使用的实际加密和解密技术。此时，如果您更喜欢使用 RSAsecutiry 或另一种加密技术，则可以创建一个不同的提供程序。 DESCryptoServiceProvider DES = new DESCryptoServiceProvider();
9.	必须以字节数组的形式给加密提供程序提供密钥。System.Text 命名空间提供了一个名为 GetBytes() 的函数。GetBytes() 函数的编码特征之一是，它取一个字符串，然后返回一个字节数组。各种加密技术采用的密钥长度是不相同的。例如，数据加密标准 (DES) 使用等于 8 个字节或 8 个字符的 64 位密钥。 如果您不提供密钥，提供程序就会随机生成一个密钥。这将成功地加密文件，但是无法解密文件。请注意，您还必须提供初始化矢量 (IV)。该值用作加密的一部分。与密钥相似，如果您未提供 IV，提供程序就会随机生成一个。由于该值对于加密和解密必须相同，所以不能让提供程序随机生成这些值。 DES.Key = ASCIIEncoding.ASCII.GetBytes(sKey); DES.IV = ASCIIEncoding.ASCII.GetBytes(sKey);
10.	创建一个 CryptoStream 类的实例，方法是：使用加密提供程序获得一个加密对象（CreateEncryptor），并将现有的输出 FileStream 对象作为构造函数的一部分。 ICryptoTransform desencrypt = DES.CreateEncryptor(); CryptoStream cryptostream = new CryptoStream(fsEncrypted, desencrypt, CryptoStreamMode.Write);
11.	读入输入文件，然后写出到输出文件。传递 CryptoStream 对象，文件将使用您提供的密钥加密。 byte[] bytearrayinput = new byte[fsInput.Length - 1]; fsInput.Read(bytearrayinput, 0, bytearrayinput.Length); cryptostream.Write(bytearrayinput, 0, bytearrayinput.Length);

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解密文件

要解密文件，请按照下列步骤操作：

1.	创建一个方法，然后将它命名为 DecryptFile。解密过程与加密过程相似，但 DecryptFile 过程与 EncryptFile 过程有两个关键区别。 • CryptoStream 对象是使用 CreateDecryptor 而非 CreateEncryptor 创建的，这将指定对象的使用方式。 • 在将解密的文本写入到目标文件时，CryptoStream 对象现在是源，而不是目标流。 static void DecryptFile(string sInputFilename, string sOutputFilename, string sKey) { DESCryptoServiceProvider DES = new DESCryptoServiceProvider(); //A 64 bit key and IV is required for this provider. //Set secret key For DES algorithm. DES.Key = ASCIIEncoding.ASCII.GetBytes(sKey); //Set initialization vector. DES.IV = ASCIIEncoding.ASCII.GetBytes(sKey); //Create a file stream to read the encrypted file back. FileStream fsread = new FileStream(sInputFilename, FileMode.Open, FileAccess.Read); //Create a DES decryptor from the DES instance. ICryptoTransform desdecrypt = DES.CreateDecryptor(); //Create crypto stream set to read and do a //DES decryption transform on incoming bytes. CryptoStream cryptostreamDecr = new CryptoStream(fsread, desdecrypt, CryptoStreamMode.Read); //Print the contents of the decrypted file. StreamWriter fsDecrypted = new StreamWriter(sOutputFilename); fsDecrypted.Write(new StreamReader(cryptostreamDecr).ReadToEnd()); fsDecrypted.Flush(); fsDecrypted.Close(); }
2.	将以下几行添加到 Main() 过程，以调用 EncryptFile 和 DecryptFile： static void Main() { // Must be 64 bits, 8 bytes. // Distribute this key to the user who will decrypt this file. string sSecretKey; // Get the key for the file to encrypt. sSecretKey = GenerateKey(); // For additional security pin the key. GCHandle gch = GCHandle.Alloc( sSecretKey,GCHandleType.Pinned ); // Encrypt the file. EncryptFile(@"C:\MyData.txt", @"C:\Encrypted.txt", sSecretKey); // Decrypt the file. DecryptFile(@"C:\Encrypted.txt", @"C:\Decrypted.txt", sSecretKey); // Remove the key from memory. ZeroMemory(gch.AddrOfPinnedObject(), sSecretKey.Length * 2); gch.Free(); }
3.	保存文件。运行您的应用程序。确保输入文件名使用的路径指向一个现有文件。

测试过程

用一个文本文件 (.txt) 测试此代码，确认它可对此文件进行正确的加密和解密。确保将文件解密到一个新文件（如本文中的 Main() 过程中所示），而不是解密到原来的文件中。检查解密后的文件，然后与原文件进行比较。

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完整代码列表

using System;

using System.IO;

using System.Security;

using System.Security.Cryptography;

using System.Runtime.InteropServices;

using System.Text;

namespace CSEncryptDecrypt

{

class Class1

{

//  Call this function to remove the key from memory after use for security

[System.Runtime.InteropServices.DllImport("KERNEL32.DLL", EntryPoint="RtlZeroMemory")]

public static extern bool ZeroMemory(IntPtr Destination, int Length);

// Function to Generate a 64 bits Key.

static string GenerateKey()

{

// Create an instance of Symetric Algorithm. Key and IV is generated automatically.

DESCryptoServiceProvider desCrypto =(DESCryptoServiceProvider)DESCryptoServiceProvider.Create();

// Use the Automatically generated key for Encryption.

return ASCIIEncoding.ASCII.GetString(desCrypto.Key);

}

static void EncryptFile(string sInputFilename,

string sOutputFilename,

string sKey)

{

FileStream fsInput = new FileStream(sInputFilename,

FileMode.Open,

FileAccess.Read);

FileStream fsEncrypted = new FileStream(sOutputFilename,

FileMode.Create,

FileAccess.Write);

DESCryptoServiceProvider DES = new DESCryptoServiceProvider();

DES.Key = ASCIIEncoding.ASCII.GetBytes(sKey);

DES.IV = ASCIIEncoding.ASCII.GetBytes(sKey);

ICryptoTransform desencrypt = DES.CreateEncryptor();

CryptoStream cryptostream = new CryptoStream(fsEncrypted,

desencrypt,

CryptoStreamMode.Write);

byte[] bytearrayinput = new byte[fsInput.Length];

fsInput.Read(bytearrayinput, 0, bytearrayinput.Length);

cryptostream.Write(bytearrayinput, 0, bytearrayinput.Length);

cryptostream.Close();

fsInput.Close();

fsEncrypted.Close();

}

static void DecryptFile(string sInputFilename,

string sOutputFilename,

string sKey)

{

DESCryptoServiceProvider DES = new DESCryptoServiceProvider();

//A 64 bit key and IV is required for this provider.

//Set secret key For DES algorithm.

DES.Key = ASCIIEncoding.ASCII.GetBytes(sKey);

//Set initialization vector.

DES.IV = ASCIIEncoding.ASCII.GetBytes(sKey);

//Create a file stream to read the encrypted file back.

FileStream fsread = new FileStream(sInputFilename,

FileMode.Open,

FileAccess.Read);

//Create a DES decryptor from the DES instance.

ICryptoTransform desdecrypt = DES.CreateDecryptor();

//Create crypto stream set to read and do a

//DES decryption transform on incoming bytes.

CryptoStream cryptostreamDecr = new CryptoStream(fsread,

desdecrypt,

CryptoStreamMode.Read);

//Print the contents of the decrypted file.

StreamWriter fsDecrypted = new StreamWriter(sOutputFilename);

fsDecrypted.Write(new StreamReader(cryptostreamDecr).ReadToEnd());

fsDecrypted.Flush();

fsDecrypted.Close();

}

static void Main()

{

// Must be 64 bits, 8 bytes.

// Distribute this key to the user who will decrypt this file.

string sSecretKey;

// Get the Key for the file to Encrypt.

sSecretKey = GenerateKey();

// For additional security Pin the key.

GCHandle gch = GCHandle.Alloc( sSecretKey,GCHandleType.Pinned );

// Encrypt the file.

EncryptFile(@"C:\MyData.txt",

@"C:\Encrypted.txt",

sSecretKey);

// Decrypt the file.

DecryptFile(@"C:\Encrypted.txt",

@"C:\Decrypted.txt",

sSecretKey);

// Remove the Key from memory.

ZeroMemory(gch.AddrOfPinnedObject(), sSecretKey.Length * 2);

gch.Free();

}

}

}

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参考

有关加密以及使用 .NET 的加密功能的更多信息，请访问下面的 MSDN 网站：

System.Security.Cryptography 命名空间
http://msdn2.microsoft.com/zh-cn/library/system.security.cryptography(VS.80).aspx (http://msdn2.microsoft.com/zh-cn/library/system.security.cryptography(VS.80).aspx)

Microsoft .NET Framework 开发中心
http://msdn2.microsoft.com/zh-cn/netframework/default.aspx (http://msdn2.microsoft.com/zh-cn/netframework/default.aspx)

有关 Visual C# .NET 的更多一般信息，请访问以下 Usenet 新闻组：

microsoft.public.dotnet.languages.csharp (http://go.microsoft.com/fwlink/?linkid=5217)

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这篇文章中的信息适用于:

•	Microsoft Visual C# 2005
•	Microsoft Visual C# .NET 2003 标准版
•	Microsoft Visual C# .NET 2002 标准版

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关键字：	kbsecurity kbio kbcrypt kbhowtomaster KB307010

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