使用delphi+intraweb进行微信开发4—微信消息加解密

在上一讲当中我做了个简单的微信文本消息回显应用，当时是以微信明文方式实现的，其实微信推荐的是消息应该加密传输以增加安全性，所以这讲说说微信消息的加解密。

在微信的帮助页面上可以下载微信消息加解密的例程，可惜的是没有Delphi语言的示例，网上搜索一番，没有人贡献出写好的Delphi版的微信加解密算法单元，好在有官方示例的C#版的，那就按照C#的改一个吧。

微信消息是以AES算法进行的加密处理，而遗憾的是Delphi并没有内置的AES算法单元，必须找第三方实现的，不过一般第三方实现的算法都因为种种原因并不完善，需要使用者酌情修改，所以在基础算法支持上Delphi确实和.net以及java这类的开发语言比不了。

呵呵，上网找Delphi版AES算法吧。在在这里要感谢cnpack开发组，他们不但推出一流的delphi开发环境增强组件还有开源组件包cnvcl，这个组件包中有SHA1、AES、MD5等多种算法单元，我打开AES算法单元查看，发现封装的很完美，ECB、CBC模式均支持，呵呵，幸福了。

参考C#示例代码一通修改测试，省略几昼夜苦干的吐槽终于开花结果：

呵呵，这个或者是网上目前唯一的开源的Delphi版的微信加解密算法单元吧，激动！

{*****************************************************************************}
{                                                                             }
{       泛思微平台                                                            }
{                                                                             }
{       版权所有 (C) 2016 石家庄泛思电子商务有限公司                          }
{                                                                             }
{       微信消息加密解密单元，使用DelphiXE2版本编写                           }
{       作者：Delphi力量                                                      }
{       QQ：404328970                                                         }
{       EMail: [email protected]                                                 }
{       Blog：www.cnblogs.com/dpower                                          }
{       参考链接：                                                            }
{       http://mp.weixin.qq.com/wiki/14/70e73cedf9fd958d2e23264ba9333ad2.html }
{                                                                             }
{*****************************************************************************}

unit uWxMsgCrypt;

interface

uses
  System.Classes, System.SysUtils;

type
  WXBizMsgCryptErrorCode = (
    WXBizMsgCrypt_OK = 0,
    WXBizMsgCrypt_ValidateSignature_Error = -40001,
    WXBizMsgCrypt_ParseXml_Error = -40002,
    WXBizMsgCrypt_ComputeSignature_Error = -40003,
    WXBizMsgCrypt_IllegalAesKey = -40004,
    WXBizMsgCrypt_ValidateAppid_Error = -40005,
    WXBizMsgCrypt_EncryptAES_Error = -40006,
    WXBizMsgCrypt_DecryptAES_Error = -40007,
    WXBizMsgCrypt_IllegalBuffer = -40008,
    WXBizMsgCrypt_EncodeBase64_Error = -40009,
    WXBizMsgCrypt_DecodeBase64_Error = -40010
  );

  /// <summary>
  /// 提供微信加密消息解密和微信明文消息加密功能
  /// </summary>
  TWxMsgCrypt = class
  private
    function CreateRandCode(codeLen: Integer): string;
    function AES_decrypt(const sEncodingAESKey, sMsgEncrypt: string; var cpid: string): string;
    function AES_encrypt(const sEncodingAESKey, sMsg, cpid: string): string;
  public
    /// <summary>
    /// 解密微信消息
    /// </summary>
    /// <param name="sToken">Token，看公众号设置</param>
    /// <param name="sTimeStamp">时间戳，随微信消息一起传入，可以通过Url参数获取</param>
    /// <param name="sNonce">随机字符串，随微信消息一起传入，可以通过Url参数获取</param>
    /// <param name="sMsgEncrypt">微信消息xml的Encrypt字段内容</param>
    /// <param name="sSigture">签名，随微信消息一起传入，可以通过Url参数获取</param>
    /// <param name="sAppID">AppID，看公众号设置</param>
    /// <param name="sEncodingAESKey">EncodingAESKey，看公众号设置</param>
    /// <param name="sMsg">sMsg: 解密后的Encrypt字段内容原文，当return返回WXBizMsgCrypt_OK时有效</param>
    /// <returns>成功WXBizMsgCrypt_OK，失败返回对应的错误码</returns>
    function DecryptMsg(const sToken, sTimeStamp, sNonce, sMsgEncrypt, sSigture,
      sAppID, sEncodingAESKey: string; var sMsg: string): WXBizMsgCryptErrorCode;

    /// <summary>
    /// 加密微信消息
    /// </summary>
    /// <param name="sMsg">全部xml内容（明文）</param>
    /// <param name="sAppID">AppID，看公众号设置</param>
    /// <param name="sEncodingAESKey">EncodingAESKey，看公众号设置</param>
    /// <param name="sMsgEncrypt">sMsgEncrypt: 输出的是加密后的全部xml（可以直接发送无需再编组xml），当return返回WXBizMsgCrypt_OK时有效</param>
    /// <returns>成功WXBizMsgCrypt_OK，失败返回对应的错误码</returns>
    function EncryptMsg(const sMsg, sToken, sAppID, sEncodingAESKey: string;
      var sMsgEncrypt: string): WXBizMsgCryptErrorCode;
  end;

implementation

uses
  CnSHA1, EncdDecd, CnAES, System.Math, uWxGlobal;

{ TWxMsgCrypt }

function TWxMsgCrypt.AES_decrypt(const sEncodingAESKey, sMsgEncrypt: string; var cpid: string): string;
var
  aEncodingAESKeyStr, sInput: AnsiString;
  aEncodingAESKeyBts, IvBts, InputBts: TBytes;
  InputStream, DecodeStream: TMemoryStream;
  AesKey: TAESKey256;
  Iv: TAESBuffer;
  P: PByteArray;
  iLen, iDecodeDataLen: Integer;
  bMsg, bAppid: TBytes;

  function GetRealDataLenWithoutKCS7Bytes: Integer;
  var
    lstBt: Byte;
    block_size, AllKCS7ByteCount: Integer;
  begin
    block_size := 32;
    lstBt := P^[DecodeStream.Size - 1];
    AllKCS7ByteCount := block_size - (block_size - Ord(lstBt));
    if (AllKCS7ByteCount > 0) and (AllKCS7ByteCount < DecodeStream.Size) then
    begin
      if P^[DecodeStream.Size - AllKCS7ByteCount] = lstBt then
        Result := DecodeStream.Size - AllKCS7ByteCount
      else
        Result := DecodeStream.Size;
    end else
      Result := DecodeStream.Size;
  end;

begin
  try
    aEncodingAESKeyStr := AnsiString(sEncodingAESKey + '=');
    aEncodingAESKeyBts := DecodeBase64(aEncodingAESKeyStr);
  except
    raise Exception.Create('1');
  end;
  try
    SetLength(IvBts, 16);
    Move(aEncodingAESKeyBts[0], IvBts[0], 16);

    // aes.KeySize = 256; aes.BlockSize = 128; aes.Mode = CipherMode.CBC; aes.Padding = PaddingMode.None;
    sInput := AnsiString(sMsgEncrypt);
    InputBts := DecodeBase64(sInput);

    InputStream := TMemoryStream.Create;
    DecodeStream := TMemoryStream.Create;
    try
      InputStream.Write(InputBts[0], Length(InputBts));
      Move(aEncodingAESKeyBts[0], AesKey, Length(aEncodingAESKeyBts));
      Move(IvBts[0], Iv, Length(IvBts));
      InputStream.Position := 0;
      DecryptAESStreamCBC(InputStream, 0,
        AesKey, Iv, DecodeStream);
      P := PByteArray(DecodeStream.Memory);
      iDecodeDataLen := GetRealDataLenWithoutKCS7Bytes;

      iLen := P^[16] shl 24 + P^[17] shl 16 + P^[18] shl 8 + P^[19];
      SetLength(bMsg, iLen);
      SetLength(bAppid, iDecodeDataLen - 20 - iLen);
      Move(P^[20], bMsg[0], iLen);
      Move(P^[20 + iLen], bAppid[0], iDecodeDataLen - 20 - iLen);
      Result := TEncoding.UTF8.GetString(bMsg);
      cpid := TEncoding.UTF8.GetString(bAppid);
    finally
      InputStream.Free;
      DecodeStream.Free;
    end;
  except
    raise Exception.Create('2');
  end;
end;

function TWxMsgCrypt.AES_encrypt(const sEncodingAESKey, sMsg,
  cpid: string): string;
var
  aEncodingAESKeyStr: AnsiString;
  aEncodingAESKeyBts, IvBts, bRand, bAppid, btmpMsg, bMsg, bMsgLen, msg, pad: TBytes;
  Randcode: string;
  AesKey: TAESKey256;
  Iv: TAESBuffer;
  InputStream, OutputStream: TMemoryStream;

  function CreateRandCode(codeLen: Integer): string;
  var
    codeSerial, code: string;
    strLst: TStringList;
    randValue, i: Integer;
  begin
    codeSerial := '2,3,4,5,6,7,a,c,d,e,f,h,i,j,k,m,n,p,r,s,t,A,C,D,E,F,G,H,J,K,M,N,P,Q,R,S,U,V,W,X,Y,Z';
    if (codeLen = 0) then
      codeLen := 16;
    strLst := TStringList.Create;
    try
      ExtractStrings([','], [], PChar(codeSerial), strLst);
      code := '';
      Randomize;
      for i := 0 to codeLen - 1 do
      begin
        randValue := Random(strLst.Count);
        code := code + strLst[randValue];
      end;
      Result := code;
    finally
      strLst.Free;
    end;
  end;

  function KCS7Encoder(text_length: Integer): TBytes;
  var
    block_size, amount_to_pad: Integer;
    pad_chr: Char;
    tmp: string;
    i: Integer;
  begin
    block_size := 32;
    // 计算需要填充的位数
    amount_to_pad := block_size - (text_length mod block_size);
    if (amount_to_pad = 0) then
      amount_to_pad := block_size;
    // 获得补位所用的字符
    pad_chr := Chr(amount_to_pad);
    tmp := '';
    for i := 0 to amount_to_pad - 1 do
      tmp := tmp + pad_chr;
    Result := BytesOf(tmp);
  end;

begin
  aEncodingAESKeyStr := AnsiString(sEncodingAESKey + '=');
  aEncodingAESKeyBts := DecodeBase64(aEncodingAESKeyStr);

  SetLength(IvBts, 16);
  Move(aEncodingAESKeyBts[0], IvBts[0], 16);

  Randcode := CreateRandCode(16);

  bRand := TEncoding.UTF8.GetBytes(Randcode);
  bAppid := TEncoding.UTF8.GetBytes(cpid);
  btmpMsg := TEncoding.UTF8.GetBytes(sMsg);
  SetLength(bMsgLen, 4);
  bMsgLen[0] := (Length(btmpMsg) shr 24) and $FF;
  bMsgLen[1] := (Length(btmpMsg) shr 16) and $FF;
  bMsgLen[2] := (Length(btmpMsg) shr 8) and $FF;
  bMsgLen[3] := Length(btmpMsg) and $FF;

  SetLength(bMsg, Length(bRand) + Length(bAppid) + Length(btmpMsg) + Length(bMsgLen));
  Move(bRand[0], bMsg[0], Length(bRand));
  Move(bMsgLen[0], bMsg[Length(bRand)], Length(bMsgLen));
  Move(btmpMsg[0], bMsg[Length(bRand) + Length(bMsgLen)], Length(btmpMsg));
  Move(bAppid[0], bMsg[Length(bRand) + Length(bMsgLen) + Length(btmpMsg)], Length(bAppid));

{$REGION '自己进行PKCS7补位'}
  SetLength(msg, Length(bMsg) + 32 - Length(bMsg) mod 32);
  Move(bMsg[0], msg[0], Length(bMsg));
  pad := KCS7Encoder(Length(bMsg));
  Move(pad[0], msg[Length(bMsg)], Length(pad));
{$ENDREGION}

  //aes.KeySize = 256; aes.BlockSize = 128; aes.Padding = PaddingMode.None; aes.Mode = CipherMode.CBC;
  Move(aEncodingAESKeyBts[0], AesKey, Length(aEncodingAESKeyBts));
  Move(IvBts[0], Iv, Length(IvBts));
  InputStream := TMemoryStream.Create;
  OutputStream := TMemoryStream.Create;
  try
    InputStream.Write(msg[0], Length(msg));
    InputStream.Position := 0;
    EncryptAESStreamCBC(InputStream, 0, AesKey, Iv, OutputStream);
    Result := string(EncodeBase64(OutputStream.Memory, OutputStream.Size));
  finally
    InputStream.Free;
    OutputStream.Free;
  end;
end;

function TWxMsgCrypt.CreateRandCode(codeLen: Integer): string;
var
  codeSerial, code: string;
  strLst: TStringList;
  randValue, i: Integer;
begin
  codeSerial := '2,3,4,5,6,7,a,c,d,e,f,h,i,j,k,m,n,p,r,s,t,A,C,D,E,F,G,H,J,K,M,N,P,Q,R,S,U,V,W,X,Y,Z';
  if (codeLen = 0) then
    codeLen := 16;
  strLst := TStringList.Create;
  try
    ExtractStrings([','], [], PChar(codeSerial), strLst);
    code := '';
    Randomize;
    for i := 0 to codeLen - 1 do
    begin
      randValue := Random(strLst.Count);
      code := code + strLst[randValue];
    end;
    Result := code;
  finally
    strLst.Free;
  end;
end;

function TWxMsgCrypt.DecryptMsg(const sToken, sTimeStamp, sNonce, sMsgEncrypt, sSigture,
  sAppID, sEncodingAESKey: string; var sMsg: string): WXBizMsgCryptErrorCode;
var
  ret: WXBizMsgCryptErrorCode;
  cpid: string;

  function VerifySignature: WXBizMsgCryptErrorCode;
  var
    hash: string;
    aStr: AnsiString;
    AL: TStringList;
    i: Integer;
  begin
    AL := TStringList.Create;
    try
      AL.Add(sToken);
      AL.Add(sTimeStamp);
      AL.Add(sNonce);
      AL.Add(sMsgEncrypt);
      AL.Sort;
      hash := '';
      for i := 0 to AL.Count - 1 do
        hash := hash + AL[i];
      aStr := AnsiString(hash);
      hash := LowerCase(SHA1Print(SHA1StringA(aStr)));
    finally
      AL.Free;
    end;
    if (hash = sSigture) then
      Result := WXBizMsgCrypt_OK
    else
      Result := WXBizMsgCrypt_ValidateSignature_Error;
  end;

begin
  sMsg := '';
  if (Length(sEncodingAESKey) <> 43) then
  begin
    Result :=  WXBizMsgCryptErrorCode.WXBizMsgCrypt_IllegalAesKey;
    Exit;
  end;

  //verify signature
  ret := VerifySignature;
  if (ret <> WXBizMsgCrypt_OK) then
  begin
    Result := ret;
    Exit;
  end;

  //decrypt
  cpid := '';
  try
    sMsg := AES_decrypt(sEncodingAESKey, sMsgEncrypt, cpid);
  except
    on E: Exception do
    begin
      if E.Message = '1' then
        Result := WXBizMsgCrypt_DecodeBase64_Error
      else
        Result := WXBizMsgCrypt_DecryptAES_Error;
      Exit;
    end;
  end;

  if (cpid <> sAppID) then
  begin
    Result := WXBizMsgCrypt_ValidateAppid_Error;
    Exit;
  end;

  Result := WXBizMsgCrypt_OK;
end;

function TWxMsgCrypt.EncryptMsg(const sMsg, sToken, sAppID, sEncodingAESKey: string;
  var sMsgEncrypt: string): WXBizMsgCryptErrorCode;
var
  hash, wxDt, wxNonce, EncryptField: string;

  function GenSignature: string;
  var
    hash: string;
    aStr: AnsiString;
    AL: TStringList;
    i: Integer;
  begin
    AL := TStringList.Create;
    try
      AL.Add(sToken);
      AL.Add(EncryptField);
      wxDt := GetWxNowStr;
      AL.Add(wxDt);
      wxNonce := CreateRandCode(10);
      AL.Add(wxNonce);
      AL.Sort;
      hash := '';
      for i := 0 to AL.Count - 1 do
        hash := hash + AL[i];
      aStr := AnsiString(hash);
      hash := LowerCase(SHA1Print(SHA1StringA(aStr)));
    finally
      AL.Free;
    end;
    Result := hash;
  end;

begin
  sMsgEncrypt := '';
  if (Length(sEncodingAESKey) <> 43) then
  begin
    Result :=  WXBizMsgCryptErrorCode.WXBizMsgCrypt_IllegalAesKey;
    Exit;
  end;

  //encrypt
  try
    EncryptField := AES_encrypt(sEncodingAESKey, sMsg, sAppID);
  except
    on E: Exception do
    begin
      if E.Message = '1' then
        Result := WXBizMsgCrypt_DecryptAES_Error
      else
        Result := WXBizMsgCrypt_EncryptAES_Error;
      Exit;
    end;
  end;

  //gen signature
  try
    hash := GenSignature;
  except
    Result := WXBizMsgCrypt_ComputeSignature_Error;
    Exit;
  end;

  //xml
  sMsgEncrypt := '<xml><Encrypt><![CDATA[' + EncryptField + ']]></Encrypt>' +
    '<MsgSignature><![CDATA[' + hash + ']]></MsgSignature>' +
    '<TimeStamp><![CDATA[' + wxDt + ']]></TimeStamp>' +
    '<Nonce><![CDATA[' + wxNonce + ']]></Nonce></xml>';

  Result := WXBizMsgCrypt_OK;
end;

end.

呵呵，看看效果图吧：