建議116：避免用非對稱算法加密檔案
MD5值或者說HASH值是一種不可逆的算法。如果需要從密文還原成明文，那麼就需要對稱和非對稱這兩類可逆算法了。
對稱算法示意圖：
在對稱算法中，首先需要發送方和接收方協定一個密鑰K。K可以是一個密鑰對，但必須是加密密鑰和解密密鑰之間能互相推算出來的。在最簡單也是最常用的對稱算法中，加密和解密共享一個密鑰。在上圖，為了簡單起見，使用的就是一個密鑰。密鑰K為了防止被第三方擷取，可以通過一個秘密通道由發送方傳送給接收方。當然，這個秘密通道可以有任何形式，如果覺得有必要，你甚至可以通過郵政寄送一封信函告訴對方密鑰是什麼。
在對稱密鑰中，明文通過對稱加密變成密文，然後在公共通道中傳輸。這個時候，即便第三方擷取了資料，由于他們沒有密鑰，也是解密不了密文的。
非對稱加密示意圖：
在非對稱算法中，首先應該有一個密鑰對，這個密鑰對含有兩部分内容，分别稱作公鑰（PK）和私鑰（SK），公鑰通常用來加密，私鑰則用來解密。在對稱算法中，也可以有兩個密鑰（即加密密鑰和解密密鑰）。但是，對稱算法中的加密密鑰和解密密鑰可以互相轉換，而在非對稱算法中，則不能通過公鑰推算出私鑰。是以，我們完全可以将公鑰公開到任何地方。如上圖，發送者用接收方公開的公鑰PK進行加密。接收方收到密文後，在用與公鑰對應的私鑰SK進行解密。同樣，密文可以被截獲，但是由于截獲者隻有公鑰，沒有私鑰，是以仍然不能解密。
對稱算法和非對稱算法各有優缺點。非對稱算法的突出優點是用于解密的密鑰（私鑰）永遠不需要傳遞給對方。但是，它的缺點也很突出：非對稱算法複雜，導緻加密、解密速度慢，是以隻适用于資料量小的場合。而對稱加密加密、解密的的優點是效率高，系統開銷小，适合進行大資料量的加密、解密。如果檔案較大，那麼最适合的加密方式就是對稱加密。對稱加密示例：
class Program
{
static void Main()
{
EncryptFile(@"c:\temp.txt", @"c:\tempcm.txt", "123");
Console.WriteLine("加密成功！");
DecryptFile(@"c:\tempcm.txt", @"c:\tempm.txt", "123");
Console.WriteLine("解密成功！");
}
//緩沖區大小
static int bufferSize = 128 * 1024;
//密鑰salt
static byte[] salt = { 134, 216, 7, 36, 88, 164, 91, 227, 174, 76, 191, 197, 192, 154, 200, 248 };
//初始化向量
static byte[] iv = { 134, 216, 7, 36, 88, 164, 91, 227, 174, 76, 191, 197, 192, 154, 200, 248 };
//初始化并傳回對稱加密算法
static SymmetricAlgorithm CreateRijndael(string password, byte[] salt)
{
PasswordDeriveBytes pdb = new PasswordDeriveBytes(password, salt, "SHA256", 1000);
SymmetricAlgorithm sma = Rijndael.Create();
sma.KeySize = 256;
sma.Key = pdb.GetBytes(32);
sma.Padding = PaddingMode.PKCS7;
return sma;
}
static void EncryptFile(string inFile, string outFile, string password)
{
using (FileStream inFileStream = File.OpenRead(inFile), outFileStream = File.Open(outFile, FileMode.OpenOrCreate))
using (SymmetricAlgorithm algorithm = CreateRijndael(password, salt))
{
algorithm.IV = iv;
using (CryptoStream cryptoStream = new CryptoStream(outFileStream, algorithm.CreateEncryptor(), CryptoStreamMode.Write))
{
byte[] bytes = new byte[bufferSize];
int readSize = -1;
while ((readSize = inFileStream.Read(bytes, 0, bytes.Length)) != 0)
{
cryptoStream.Write(bytes, 0, readSize);
}
cryptoStream.Flush();
}
}
}
static void DecryptFile(string inFile, string outFile, string password)
{
using (FileStream inFileStream = File.OpenRead(inFile), outFileStream = File.OpenWrite(outFile))
using (SymmetricAlgorithm algorithm = CreateRijndael(password, salt))
{
algorithm.IV = iv;
using (CryptoStream cryptoStream = new CryptoStream(inFileStream, algorithm.CreateDecryptor(), CryptoStreamMode.Read))
{
byte[] bytes = new byte[bufferSize];
int readSize = -1;
int numReads = (int)(inFileStream.Length / bufferSize);
int slack = (int)(inFileStream.Length % bufferSize);
for (int i = 0; i < numReads; ++i)
{
readSize = cryptoStream.Read(bytes, 0, bytes.Length);
outFileStream.Write(bytes, 0, readSize);
}
if (slack > 0)
{
readSize = cryptoStream.Read(bytes, 0, (int)slack);
outFileStream.Write(bytes, 0, readSize);
}
outFileStream.Flush();
}
}
}
} 注意 密鑰salt在加密算法中主要是用來防止“字典攻擊”的。字典攻擊也是一種窮舉的暴力破解法。字典中會假設有一定數量的密碼值，攻擊者會嘗試用這些密碼來解密密文。salt是在密鑰導出之前在密碼末尾引入的随機位元組，它使這類攻擊變得非常困難。
初始化向量iv在加密算法中起到的作用也是增強破解難度的作用。在加密過程中，如果遇到相同的資料塊，其加密的結果也一緻，那麼相對就會容易破解。加密算法在加密資料塊的時候，往往會同時使用密碼和上一個資料塊的加密結果。因為要加密的第一個資料塊顯然不存在上一個資料塊，是以這個初始化向量就是被設計用來當做初始資料塊的加密結果的。
我們在實際中，應該始終考慮使用對稱加密的方式進行檔案的加密工作。當然，如果檔案加密要傳給網絡中的其他接受者，而接受者始終要對檔案進行解密，也就是說密鑰也需要傳送給接受者，這個時候，非對稱加密就可以派上用場了，它可以用于字元串的加密解密及安全傳輸場景。
轉自：《編寫高品質代碼改善C#程式的157個建議》陸敏技