C#微信公众号开发系列教程三（消息体签名及加解密）
http://www.cnblogs.com/zskbll/p/4139039.html
C#微信公众号开发系列教程一（调试环境部署）
C#微信公众号开发系列教程一（调试环境部署续：vs远程调试）
C#微信公众号开发系列教程二（新手接入指南）
距离上一篇博文已经半个月了，本来打算每两天更新一次的，但可怜苦逼码农无日无夜的加班。第一篇博文发表后，博文视点的编辑就找到我，问我想不想出版这个系列，我当时瞬间就想到了王大锤的独白，想想真的是有点小激动，后面按照那边的要求，提交了申请书，也提交了目录，可惜文笔不行，再加上最近太忙，样稿一直没有给他，感觉挺愧疚了。真心希望能帮一下迷茫的新手开发者，希望各位在看博文的时候能给小弟一些建议或意见，让这个系列能更完美的面向大家。
前几篇主要是微信开发的准备工作，也没有什么技术含量。在第一篇和第二篇中，我主要讲的是使用花生壳来配合vs进行代码调试，也一度被园友吐槽本人是花生壳请来的逗比，没办法，为了和花生壳划清界限，在本篇进入正文前，为大家介绍一个比花生壳更好用的工具ngrok（群里的朋友介绍的，我现在冒充下逗比介绍给大家。），ngrok的好处我就不在此具体说明了，毕竟不是本文的重点，我录了视频，有兴趣的可以下载看下。链接:http://pan.baidu.com/s/1eQ8akQQ 密码: ov6l
出于安全考虑，微信公众平台在10月份的时候加入了消息体的加解密功能，首先，需要先验证签名，用于公众平台和公众账号验证消息体的正确性，其次，针对推送给公众号的普通消息和事件消息，以及推送给设备公众账号的设备进行加密，最后，公众号对密文消息的回复也需要加密。启用加解密功能后，公众平台服务器在向公众号服务器配置地址推送消息时，url将新增加两个参数，一个是加密类型一个是消息体签名，并以此来体现新功能。加密算法采用AES。关于明文模式，兼容模式，安全模式的说明，大家请参考官方文档.
验证消息真实性和加解密的帮助类官方提供的有demo，再次不详细讲述了，下载下来可以直接调用，下面请看代码：
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Security.Cryptography;
using System.IO;
using System.Net;
namespace WxApi
{
public class Cryptography
{
public static UInt32 HostToNetworkOrder(UInt32 inval)
{
UInt32 outval = 0;
for (int i = 0; i < 4; i++)
outval = (outval << 8) + ((inval >> (i * 8)) & 255);
return outval;
}
public static Int32 HostToNetworkOrder(Int32 inval)
{
Int32 outval = 0;
for (int i = 0; i < 4; i++)
outval = (outval << 8) + ((inval >> (i * 8)) & 255);
return outval;
}
/// <summary>
/// 解密方法
/// </summary>
/// <param name="Input">密文</param>
/// <param name="EncodingAESKey"></param>
/// <returns></returns>
///
public static string AES_decrypt(String Input, string EncodingAESKey, ref string appid)
{
byte[] Key;
Key = Convert.FromBase64String(EncodingAESKey + "=");
byte[] Iv = new byte[16];
Array.Copy(Key, Iv, 16);
byte[] btmpMsg = AES_decrypt(Input, Iv, Key);
int len = BitConverter.ToInt32(btmpMsg, 16);
len = IPAddress.NetworkToHostOrder(len);
byte[] bMsg = new byte[len];
byte[] bAppid = new byte[btmpMsg.Length - 20 - len];
Array.Copy(btmpMsg, 20, bMsg, 0, len);
Array.Copy(btmpMsg, 20 + len, bAppid, 0, btmpMsg.Length - 20 - len);
string oriMsg = Encoding.UTF8.GetString(bMsg);
appid = Encoding.UTF8.GetString(bAppid);
return oriMsg;
}
public static String AES_encrypt(String Input, string EncodingAESKey, string appid)
{
byte[] Key;
Key = Convert.FromBase64String(EncodingAESKey + "=");
byte[] Iv = new byte[16];
Array.Copy(Key, Iv, 16);
string Randcode = CreateRandCode(16);
byte[] bRand = Encoding.UTF8.GetBytes(Randcode);
byte[] bAppid = Encoding.UTF8.GetBytes(appid);
byte[] btmpMsg = Encoding.UTF8.GetBytes(Input);
byte[] bMsgLen = BitConverter.GetBytes(HostToNetworkOrder(btmpMsg.Length));
byte[] bMsg = new byte[bRand.Length + bMsgLen.Length + bAppid.Length + btmpMsg.Length];
Array.Copy(bRand, bMsg, bRand.Length);
Array.Copy(bMsgLen, 0, bMsg, bRand.Length, bMsgLen.Length);
Array.Copy(btmpMsg, 0, bMsg, bRand.Length + bMsgLen.Length, btmpMsg.Length);
Array.Copy(bAppid, 0, bMsg, bRand.Length + bMsgLen.Length + btmpMsg.Length, bAppid.Length);
return AES_encrypt(bMsg, Iv, Key);
}
private static string CreateRandCode(int codeLen)
{
string 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)
{
codeLen = 16;
}
string[] arr = codeSerial.Split(',');
string code = "";
int randValue = -1;
Random rand = new Random(unchecked((int)DateTime.Now.Ticks));
for (int i = 0; i < codeLen; i++)
{
randValue = rand.Next(0, arr.Length - 1);
code += arr[randValue];
}
return code;
}
private static String AES_encrypt(String Input, byte[] Iv, byte[] Key)
{
var aes = new RijndaelManaged();
//秘钥的大小，以位为单位
aes.KeySize = 256;
//支持的块大小
aes.BlockSize = 128;
//填充模式
aes.Padding = PaddingMode.PKCS7;
aes.Mode = CipherMode.CBC;
aes.Key = Key;
aes.IV = Iv;
var encrypt = aes.CreateEncryptor(aes.Key, aes.IV);
byte[] xBuff = null;
using (var ms = new MemoryStream())
{
using (var cs = new CryptoStream(ms, encrypt, CryptoStreamMode.Write))
{
byte[] xXml = Encoding.UTF8.GetBytes(Input);
cs.Write(xXml, 0, xXml.Length);
}
xBuff = ms.ToArray();
}
String Output = Convert.ToBase64String(xBuff);
return Output;
}
private static String AES_encrypt(byte[] Input, byte[] Iv, byte[] Key)
{
var aes = new RijndaelManaged();
//秘钥的大小，以位为单位
aes.KeySize = 256;
//支持的块大小
aes.BlockSize = 128;
//填充模式
//aes.Padding = PaddingMode.PKCS7;
aes.Padding = PaddingMode.None;
aes.Mode = CipherMode.CBC;
aes.Key = Key;
aes.IV = Iv;
var encrypt = aes.CreateEncryptor(aes.Key, aes.IV);
byte[] xBuff = null;
#region 自己进行PKCS7补位，用系统自己带的不行
byte[] msg = new byte[Input.Length + 32 - Input.Length % 32];
Array.Copy(Input, msg, Input.Length);
byte[] pad = KCS7Encoder(Input.Length);
Array.Copy(pad, 0, msg, Input.Length, pad.Length);
#endregion
#region 注释的也是一种方法，效果一样
//ICryptoTransform transform = aes.CreateEncryptor();
//byte[] xBuff = transform.TransformFinalBlock(msg, 0, msg.Length);
#endregion
using (var ms = new MemoryStream())
{
using (var cs = new CryptoStream(ms, encrypt, CryptoStreamMode.Write))
{
cs.Write(msg, 0, msg.Length);
}
xBuff = ms.ToArray();
}
String Output = Convert.ToBase64String(xBuff);
return Output;
}
private static byte[] KCS7Encoder(int text_length)
{
int block_size = 32;
// 计算需要填充的位数
int amount_to_pad = block_size - (text_length % block_size);
if (amount_to_pad == 0)
{
amount_to_pad = block_size;
}
// 获得补位所用的字符
char pad_chr = chr(amount_to_pad);
string tmp = "";
for (int index = 0; index < amount_to_pad; index++)
{
tmp += pad_chr;
}
return Encoding.UTF8.GetBytes(tmp);
}
/**
* 将数字转化成ASCII码对应的字符，用于对明文进行补码
*
* @param a 需要转化的数字
* @return 转化得到的字符
*/
static char chr(int a)
{
byte target = (byte)(a & 0xFF);
return (char)target;
}
private static byte[] AES_decrypt(String Input, byte[] Iv, byte[] Key)
{
RijndaelManaged aes = new RijndaelManaged();
aes.KeySize = 256;
aes.BlockSize = 128;
aes.Mode = CipherMode.CBC;
aes.Padding = PaddingMode.None;
aes.Key = Key;
aes.IV = Iv;
var decrypt = aes.CreateDecryptor(aes.Key, aes.IV);
byte[] xBuff = null;
using (var ms = new MemoryStream())
{
using (var cs = new CryptoStream(ms, decrypt, CryptoStreamMode.Write))
{
byte[] xXml = Convert.FromBase64String(Input);
byte[] msg = new byte[xXml.Length + 32 - xXml.Length % 32];
Array.Copy(xXml, msg, xXml.Length);
cs.Write(xXml, 0, xXml.Length);
}
xBuff = decode2(ms.ToArray());
}
return xBuff;
}
private static byte[] decode2(byte[] decrypted)
{
int pad = (int)decrypted[decrypted.Length - 1];
if (pad < 1 || pad > 32)
{
pad = 0;
}
byte[] res = new byte[decrypted.Length - pad];
Array.Copy(decrypted, 0, res, 0, decrypted.Length - pad);
return res;
}
}
}
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Xml;
using System.Collections;
//using System.Web;
using System.Security.Cryptography;
//-40001 ： 签名验证错误
//-40002 : xml解析失败
//-40003 : sha加密生成签名失败
//-40004 : AESKey 非法
//-40005 : appid 校验错误
//-40006 : AES 加密失败
//-40007 ： AES 解密失败
//-40008 ： 解密后得到的buffer非法
//-40009 : base64加密异常
//-40010 : base64解密异常
namespace WxApi
{
public class MsgCrypt
{
string m_sToken;
string m_sEncodingAESKey;
string m_sAppID;
enum 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
};
//构造函数
// @param sToken: 公众平台上，开发者设置的Token
// @param sEncodingAESKey: 公众平台上，开发者设置的EncodingAESKey
// @param sAppID: 公众帐号的appid
public MsgCrypt(string sToken, string sEncodingAESKey, string sAppID)
{
m_sToken = sToken;
m_sAppID = sAppID;
m_sEncodingAESKey = sEncodingAESKey;
}
// 检验消息的真实性，并且获取解密后的明文
// @param sMsgSignature: 签名串，对应URL参数的msg_signature
// @param sTimeStamp: 时间戳，对应URL参数的timestamp
// @param sNonce: 随机串，对应URL参数的nonce
// @param sPostData: 密文，对应POST请求的数据
// @param sMsg: 解密后的原文，当return返回0时有效
// @return: 成功0，失败返回对应的错误码
public int DecryptMsg(string sMsgSignature, string sTimeStamp, string sNonce, string sPostData, ref string sMsg)
{
if (m_sEncodingAESKey.Length != 43)
{
return (int)WXBizMsgCryptErrorCode.WXBizMsgCrypt_IllegalAesKey;
}
XmlDocument doc = new XmlDocument();
XmlNode root;
string sEncryptMsg;
try
{
doc.LoadXml(sPostData);
root = doc.FirstChild;
sEncryptMsg = root["Encrypt"].InnerText;
}
catch (Exception)
{
return (int)WXBizMsgCryptErrorCode.WXBizMsgCrypt_ParseXml_Error;
}
//verify signature
int ret = 0;
ret = VerifySignature(m_sToken, sTimeStamp, sNonce, sEncryptMsg, sMsgSignature);
if (ret != 0)
return ret;
//decrypt
string cpid = "";
try
{
sMsg = Cryptography.AES_decrypt(sEncryptMsg, m_sEncodingAESKey, ref cpid);
}
catch (FormatException)
{
return (int)WXBizMsgCryptErrorCode.WXBizMsgCrypt_DecodeBase64_Error;
}
catch (Exception)
{
return (int)WXBizMsgCryptErrorCode.WXBizMsgCrypt_DecryptAES_Error;
}
if (cpid != m_sAppID)
return (int)WXBizMsgCryptErrorCode.WXBizMsgCrypt_ValidateAppid_Error;
return 0;
}
//将企业号回复用户的消息加密打包
// @param sReplyMsg: 企业号待回复用户的消息，xml格式的字符串
// @param sTimeStamp: 时间戳，可以自己生成，也可以用URL参数的timestamp
// @param sNonce: 随机串，可以自己生成，也可以用URL参数的nonce
// @param sEncryptMsg: 加密后的可以直接回复用户的密文，包括msg_signature, timestamp, nonce, encrypt的xml格式的字符串,
// 当return返回0时有效
// return：成功0，失败返回对应的错误码
public int EncryptMsg(string sReplyMsg, string sTimeStamp, string sNonce, ref string sEncryptMsg)
{
if (m_sEncodingAESKey.Length != 43)
{
return (int)WXBizMsgCryptErrorCode.WXBizMsgCrypt_IllegalAesKey;
}
string raw = "";
try
{
raw = Cryptography.AES_encrypt(sReplyMsg, m_sEncodingAESKey, m_sAppID);
}
catch (Exception)
{
return (int)WXBizMsgCryptErrorCode.WXBizMsgCrypt_EncryptAES_Error;
}
string MsgSigature = "";
int ret = 0;
ret = GenarateSinature(m_sToken, sTimeStamp, sNonce, raw, ref MsgSigature);
if (0 != ret)
return ret;
sEncryptMsg = "";
string EncryptLabelHead = "<Encrypt><![CDATA[";
string EncryptLabelTail = "]]></Encrypt>";
string MsgSigLabelHead = "<MsgSignature><![CDATA[";
string MsgSigLabelTail = "]]></MsgSignature>";
string TimeStampLabelHead = "<TimeStamp><![CDATA[";
string TimeStampLabelTail = "]]></TimeStamp>";
string NonceLabelHead = "<Nonce><![CDATA[";
string NonceLabelTail = "]]></Nonce>";
sEncryptMsg = sEncryptMsg + "<xml>" + EncryptLabelHead + raw + EncryptLabelTail;
sEncryptMsg = sEncryptMsg + MsgSigLabelHead + MsgSigature + MsgSigLabelTail;
sEncryptMsg = sEncryptMsg + TimeStampLabelHead + sTimeStamp + TimeStampLabelTail;
sEncryptMsg = sEncryptMsg + NonceLabelHead + sNonce + NonceLabelTail;
sEncryptMsg += "</xml>";
return 0;
}
public class DictionarySort : System.Collections.IComparer
{
public int Compare(object oLeft, object oRight)
{
string sLeft = oLeft as string;
string sRight = oRight as string;
int iLeftLength = sLeft.Length;
int iRightLength = sRight.Length;
int index = 0;
while (index < iLeftLength && index < iRightLength)
{
if (sLeft[index] < sRight[index])
return -1;
else if (sLeft[index] > sRight[index])
return 1;
else
index++;
}
return iLeftLength - iRightLength;
}
}
//Verify Signature
private static int VerifySignature(string sToken, string sTimeStamp, string sNonce, string sMsgEncrypt, string sSigture)
{
string hash = "";
int ret = 0;
ret = GenarateSinature(sToken, sTimeStamp, sNonce, sMsgEncrypt, ref hash);
if (ret != 0)
return ret;
//System.Console.WriteLine(hash);
if (hash == sSigture)
return 0;
else
{
return (int)WXBizMsgCryptErrorCode.WXBizMsgCrypt_ValidateSignature_Error;
}
}
public static int GenarateSinature(string sToken, string sTimeStamp, string sNonce, string sMsgEncrypt, ref string sMsgSignature)
{
ArrayList AL = new ArrayList();
AL.Add(sToken);
AL.Add(sTimeStamp);
AL.Add(sNonce);
AL.Add(sMsgEncrypt);
AL.Sort(new DictionarySort());
string raw = "";
for (int i = 0; i < AL.Count; ++i)
{
raw += AL[i];
}
SHA1 sha;
ASCIIEncoding enc;
string hash = "";
try
{
sha = new SHA1CryptoServiceProvider();
enc = new ASCIIEncoding();
byte[] dataToHash = enc.GetBytes(raw);
byte[] dataHashed = sha.ComputeHash(dataToHash);
hash = BitConverter.ToString(dataHashed).Replace("-", "");
hash = hash.ToLower();
}
catch (Exception)
{
return (int)WXBizMsgCryptErrorCode.WXBizMsgCrypt_ComputeSignature_Error;
}
sMsgSignature = hash;
return 0;
}
}
}
在处理程序中，首先获取到公众平台服务器发送过来的数据，并转成字符串。代码如下
string postStr = "";
Stream s = VqiRequest.GetInputStream();//此方法是对System.Web.HttpContext.Current.Request.InputStream的封装，可直接代码
byte[] b = new byte[s.Length];
s.Read(b, 0, (int)s.Length);
postStr = Encoding.UTF8.GetString(b);
然后再分别获取url中的参数：timestamp，nonce，msg_signature，encrypt_type。可以看到，在明文模式下是没有encrypt_type参数的。如图：
明文模式
兼容模式和安全模式
兼容模式和安全模式则加入了消息体的签名与加密类型两个参数。
由于在实际的运营中，兼容模式不太可能使用，所以在此不做详细介绍了。
接着上面的讲。获取到url中的参数后，判断encrypt_type的值是否为aes，如果是则说明是使用的兼容模式或安全模式，此时则需调用解密相关的方法进行解密。
if (encrypt_type == "aes")
{
requestXML.IsAes = true;
requestXML.EncodingAESKey = aeskey;
requestXML.token = token;
requestXML.appid = appid;
var ret = new MsgCrypt(token, aeskey, appid);
int r = ret.DecryptMsg(msg_signature, timestamp, nonce, postStr, ref data);
if (r!=0)
{
WxApi.Base.WriteBug("消息解密失败");
return null;
}
}
否则则直接解析接收到的xml字符串。
下图是接收到的密文：
解密之后的内容如下：
此时就可以解析此xml了。
当需要回复加密的请求时，回复的内容也是需要加密的，所以在回复前需要判断此条接收到的消息是否加密，如果是加密的，则需要将需要回复的内容加密后，再进行回复。回复消息的方法将在下一篇中具体讲解，此篇只讲解加密的过程。
处理代码如下：
private static void Response(WeiXinRequest requestXML, string data)
{
if (requestXML.IsAes)
{
var wxcpt = new MsgCrypt(requestXML.token, requestXML.EncodingAESKey, requestXML.appid);
wxcpt.EncryptMsg(data, Utils.ConvertDateTimeInt(DateTime.Now).ToString(), Utils.GetRamCode(), ref data);
}
Utils.ResponseWrite(data);
}
将接收到的消息实体和需要回复的内容xml传递过来，如果是加密的，则加密后再Response，否则直接Response。
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