經(jīng)驗(yàn)總結(jié)VB.NET加密算法大歸類
大家都知道如果房子沒(méi)有鎖大家就可以隨便的進(jìn)入，就向我們的數(shù)據(jù)沒(méi)有加密就可以隨便的更改，那我們的世界就不真實(shí)，所以我們把原本不安全的信道上提供安全的通信信道，它達(dá)到以下目的：保密性：防止用戶的標(biāo)識(shí)或數(shù)據(jù)被讀取。數(shù)據(jù)完整性：防止數(shù)據(jù)被更改。 身份驗(yàn)證：確保數(shù)據(jù)發(fā)自特定的一方。下面給大家介紹關(guān)于VB.NET加密算法歸類。
VB.NET加密算法基本概念：
1、散列（HASH）函數(shù)
散列（HASH）函數(shù)H也稱哈希函數(shù)或雜湊函數(shù)等，是典型的多到一的函數(shù)，其輸入為一可變長(zhǎng)x（可以足夠的長(zhǎng)），輸出一固定長(zhǎng)的串h（一般為128位、160位，比輸入的串短），該串h被稱為輸入x的Hash值（或稱消息摘要Message Digest、指紋、密碼校驗(yàn)和或消息完整性校驗(yàn))，計(jì)作h=H(x)。為防止傳輸和存儲(chǔ)的消息被有意或無(wú)意地篡改，采用散列函數(shù)對(duì)消息進(jìn)行運(yùn)算生成消息摘要，附在消息之后發(fā)出或與信息一起存儲(chǔ)，它在報(bào)文防偽中具有重要應(yīng)用。
消息摘要采用一種單向散列算法將一個(gè)消息進(jìn)行換算。在消息摘要算法中，文件數(shù)據(jù)作為單向散列運(yùn)算的輸入，這個(gè)輸入通過(guò)HASH函數(shù)產(chǎn)生一個(gè)散列值。如果改動(dòng)了文件，散列值就會(huì)相應(yīng)地改變，接收者即能檢測(cè)到這種改動(dòng)過(guò)的痕跡。從理論上來(lái)講，攻擊者不可能制造一個(gè)替用的消息來(lái)產(chǎn)生一個(gè)完全相同的消息摘要。Hash函數(shù)可用于數(shù)字簽名、消息的完整性檢測(cè)、消息的起源認(rèn)證檢測(cè)等。
散列函數(shù)是安全的是指它具有：
一致性：相同的輸入產(chǎn)生相同的輸出。
隨機(jī)性：消息摘要外觀是隨機(jī)的，以防被猜出源消息。
唯一性：幾乎不可能找到兩個(gè)消息產(chǎn)生相同的消息摘要。
單向性：即如果給出輸出，則很難確定出輸入消息。
Hash函數(shù)H一般滿足以下幾個(gè)基本要求：
（1）輸入x可以為任意長(zhǎng)度；輸出數(shù)據(jù)串長(zhǎng)度固定；
（2）正向計(jì)算容易，即給定任何x，容易算出H(x)；反向計(jì)算困難，即給出一Hash值h，很難找出一特定輸入x，使h=H(x)；
（3）抗沖突性（抗碰撞性），包括兩個(gè)含義，一是給出一消息x，找出一消息y使H(x)=H(y)是計(jì)算上不可行的（弱抗沖突），二是找出任意兩條消息x、y，使H(x)=H(y)也是計(jì)算上不可行的（強(qiáng)抗沖突）。
2、私鑰加密
私鑰加密又稱為對(duì)稱加密，因?yàn)橥幻荑€既用于加密又用于解密。私鑰加密算法非?？欤ㄅc公鑰算法相比），特別適用于對(duì)較大的數(shù)據(jù)流執(zhí)行加密轉(zhuǎn)換。
3、公鑰加密（PKCS）和數(shù)字簽名
公鑰加密使用一個(gè)必須對(duì)未經(jīng)授權(quán)的用戶保密的私鑰和一個(gè)可以對(duì)任何人公開的公鑰。用公鑰加密的數(shù)據(jù)只能用私鑰解密，而用私鑰簽名的數(shù)據(jù)只能用公鑰驗(yàn)證。公鑰可以被任何人使用；該密鑰用于加密要發(fā)送到私鑰持有者的數(shù)據(jù)。兩個(gè)密鑰對(duì)于通信會(huì)話都是唯一的。公鑰加密算法也稱為不對(duì)稱算法，原因是需要用一個(gè)密鑰加密數(shù)據(jù)而需要用另一個(gè)密鑰來(lái)解密數(shù)據(jù)。
數(shù)據(jù)加密/編碼算法列表
常見用于保證安全的加密或編碼算法如下：
1、常用密鑰算法
密鑰算法用來(lái)對(duì)敏感數(shù)據(jù)、摘要、簽名等信息進(jìn)行加密，常用的密鑰算法包括：
DES（Data Encryption Standard）：數(shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn)，速度較快，適用于加密大量數(shù)據(jù)的場(chǎng)合；
3DES（Triple DES）：是基于DES，對(duì)一塊數(shù)據(jù)用三個(gè)不同的密鑰進(jìn)行三次加密，強(qiáng)度更高；
RC2和 RC4：用變長(zhǎng)密鑰對(duì)大量數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，比 DES 快；
IDEA（International Data Encryption Algorithm）國(guó)際數(shù)據(jù)加密算法，使用 128 位密鑰提供非常強(qiáng)的安全性；
RSA：由 RSA 公司發(fā)明，是一個(gè)支持變長(zhǎng)密鑰的公共密鑰算法，需要加密的文件快的長(zhǎng)度也是可變的；
DSA（Digital Signature Algorithm）：數(shù)字簽名算法，是一種標(biāo)準(zhǔn)的 DSS（數(shù)字簽名標(biāo)準(zhǔn)）；
AES（Advanced Encryption Standard）：高級(jí)加密標(biāo)準(zhǔn)，是下一代的加密算法標(biāo)準(zhǔn)，速度快，安全級(jí)別高，目前 AES 標(biāo)準(zhǔn)的一個(gè)實(shí)現(xiàn)是 Rijndael 算法；
BLOWFISH，它使用變長(zhǎng)的密鑰，長(zhǎng)度可達(dá)448位，運(yùn)行速度很快；
其它算法，如ElGamal、Deffie-Hellman、新型橢圓曲線算法ECC等。
2、單向散列算法
單向散列函數(shù)一般用于產(chǎn)生消息摘要，密鑰加密等，常見的有：
MD5（Message Digest Algorithm 5）：是RSA數(shù)據(jù)安全公司開發(fā)的一種單向散列算法，MD5被廣泛使用，可以用來(lái)把不同長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)塊進(jìn)行暗碼運(yùn)算成一個(gè)128位的數(shù)值；
SHA（Secure Hash Algorithm）這是一種較新的散列算法，可以對(duì)任意長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)運(yùn)算生成一個(gè)160位的數(shù)值；
MAC（Message Authentication Code）：消息認(rèn)證代碼，是一種使用密鑰的單向函數(shù)，可以用它們?cè)谙到y(tǒng)上或用戶之間認(rèn)證文件或消息。HMAC（用于消息認(rèn)證的密鑰散列法）就是這種函數(shù)的一個(gè)例子。
CRC（Cyclic Redundancy Check）：循環(huán)冗余校驗(yàn)碼，CRC校驗(yàn)由于實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，檢錯(cuò)能力強(qiáng)，被廣泛使用在各種數(shù)據(jù)校驗(yàn)應(yīng)用中。占用系統(tǒng)資源少，用軟硬件均能實(shí)現(xiàn)，是進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸差錯(cuò)檢測(cè)地一種很好的手段（CRC 并不是嚴(yán)格意義上的散列算法，但它的作用與散列算法大致相同，所以歸于此類）。
3、其它數(shù)據(jù)算法
其它數(shù)據(jù)算法包括一些常用編碼算法及其與明文（ASCII、Unicode 等）轉(zhuǎn)換等，如 Base 64、Quoted Printable、EBCDIC 等。
VB.NET加密算法實(shí)現(xiàn)
常見的加密和編碼算法都已經(jīng)在 .NET Framework中得到了實(shí)現(xiàn)，為編碼人員提供了極大的便利性，實(shí)現(xiàn)這些算法的名稱空間是：System.Security.Cryptography。
System.Security.Cryptography 命名空間提供VB.NET加密服務(wù)，包括安全的數(shù)據(jù)編碼和解碼，以及許多其他操作，例如散列法、隨機(jī)數(shù)字生成和消息身份驗(yàn)證。
System.Security.Cryptography 是按如下方式組織的：
1、私鑰加密
私鑰加密又稱為對(duì)稱加密，因?yàn)橥幻荑€既用于加密又用于解密。私鑰加密算法非常快（與公鑰算法相比），特別適用于對(duì)較大的數(shù)據(jù)流執(zhí)行加密轉(zhuǎn)換。
.NET Framework 提供以下實(shí)現(xiàn)私鑰加密算法的類：
DES：DESCryptoServiceProvider
RC2：RC2CryptoServiceProvider
Rijndael（AES）：RijndaelManaged
3DES：TripleDESCryptoServiceProvider
2、公鑰加密和數(shù)字簽名
公鑰加密使用一個(gè)必須對(duì)未經(jīng)授權(quán)的用戶保密的私鑰和一個(gè)可以對(duì)任何人公開的公鑰。用公鑰加密的數(shù)據(jù)只能用私鑰解密，而用私鑰簽名的數(shù)據(jù)只能用公鑰驗(yàn)證。公鑰可以被任何人使用；該密鑰用于加密要發(fā)送到私鑰持有者的數(shù)據(jù)。兩個(gè)密鑰對(duì)于通信會(huì)話都是唯一的。公鑰加密算法也稱為不對(duì)稱算法，原因是需要用一個(gè)密鑰加密數(shù)據(jù)而需要用另一個(gè)密鑰來(lái)解密數(shù)據(jù)。
.NET Framework 提供以下實(shí)現(xiàn)公鑰加密算法的類：
DSA：DSACryptoServiceProvider
RSA：RSACryptoServiceProvider
3、哈希（Hash）值
哈希算法將任意長(zhǎng)度的二進(jìn)制值映射為固定長(zhǎng)度的較小二進(jìn)制值，這個(gè)小的二進(jìn)制值稱為哈希值。哈希值是一段數(shù)據(jù)唯一且極其緊湊的數(shù)值表示形式。如果散列一段明文而且哪怕只更改該段落的一個(gè)字母，隨后的哈希都將產(chǎn)生不同的值。要找到散列為同一個(gè)值的兩個(gè)不同的輸入，在計(jì)算上是不可能的，所以數(shù)據(jù)的哈希值可以檢驗(yàn)數(shù)據(jù)的完整性。
.NET Framework 提供以下實(shí)現(xiàn)數(shù)字簽名算法的類：
HMAC：HMACSHA1 （HMAC 為一種使用密鑰的 Hash 算法）
MAC：MACTripleDES
MD5：MD5CryptoServiceProvider
SHA1：SHA1Managed、SHA256Managed、SHA384Managed、SHA512Managed
4、隨機(jī)數(shù)生成
加密密鑰需要盡可能地隨機(jī)，以便使生成的密鑰很難再現(xiàn)，所以隨機(jī)數(shù)生成是許多加密操作不可分割的組成部分。
在 .NET Framework 中，RNGCryptoServiceProvider 是隨機(jī)數(shù)生成器算法的實(shí)現(xiàn)，對(duì)于數(shù)據(jù)算法，.NET Framework 則在其它命名空間中實(shí)現(xiàn)，如 Convert 類實(shí)現(xiàn) Base 64 編碼，System.Text 來(lái)實(shí)現(xiàn)編碼方式的轉(zhuǎn)換等。
簡(jiǎn)單的例程：
首先需要引用命名空間System.Security.Cryptography
常見用于保證安全的加密或編碼算法如下：
- Dim md5 As MD5CryptoServiceProvider
- Dim bytValue() As Byte '要進(jìn)行加密的字節(jié)數(shù)組
- Dim bytHash() As Byte '加密后生成的字節(jié)數(shù)組
- Dim result As String
- md5 = New MD5CryptoServiceProvider
- ' 將原始字符串轉(zhuǎn)換成字節(jié)數(shù)組
- bytValue = System.Text.Encoding.UTF8.GetBytes(cpuid)
- ' 計(jì)算散列，并返回一個(gè)字節(jié)數(shù)組
- bytHash = md5.ComputeHash(bytValue)
- md5.Clear()
- ' 字節(jié)數(shù)組轉(zhuǎn)換成字符串
- result=Convert.ToBase64String(bytHash)
其他的也是類似的！可以自己去嘗試下的！
從以上來(lái)看，.NET Framework 對(duì)于數(shù)據(jù)加密/編碼還是支持比較好，大大地方便了開發(fā)人員，但美中不足的是，.NET Framework 中的數(shù)據(jù)加密算法仍然不夠完全，如 IDEA、BLOWFISH、其它算法，如ElGamal、Deffie-Hellman、ECC 等，對(duì)于一些其它的數(shù)據(jù)校驗(yàn)算法支持也不夠，如 CRC、SFV 等，開發(fā)人員只能去從早期代碼做移植或者尋找第三方廠商的實(shí)現(xiàn)。
【編輯推薦】
