Author:zfive5(zidong)
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引子
一直以來認為網絡是me的強項，自然書也買了和看了不少,日子久了,好書壞書靠經驗去分辨, 但往往經驗也同樣會影響我對事物的正确判斷。例如，很早看到過王達寫的網絡方面的書,第一印象覺得有湊數賺錢的嫌疑,連翻的機會都不給它，但上星期去海澱買來一本（感謝網上的評論）,察覺到這系列簡直就是網絡基礎的百科全書!雖然不是太深入，但講什麼是A之類的命題足以，我也對PPPoE協定格式了解比以前多些！
寫标準加密雜湊演算法,像DES /MD5之類,都統統用c/c++,覺得隻有在自己代碼裡包含最深層次的code才是正道,任何用其它庫或控件是對這些算法無知的表露!
這些天看.net比較多! 打開System.Security.Cryptography命名空間後才有了寫它一點的沖動(感謝老天在我閱讀msdn時，讓滑鼠偏了一下)!
正文
System.Security.Cryptography加密算法主要分為:
l 雜湊演算法 (MD5/SHA1/ RIPEMD160/ SHA256 / SHA384等 )
l 對稱加密算法 (DES/TRI-DES等)
l 非對稱加密算法(RSA/DSA)
1．散列
散列,簡單點就是一種變換,使變換後的資料在一定小機率情況下代表變換前資料的“标簽”，這個标簽就是散列,變換就是雜湊演算法，往往這些算法是公開的、不可逆的！因為算法公開的，為了防止大家誰都可以對源資料進行散列，是以出現增加一個KEY的變形雜湊演算法（HMAC算法）。
散列主要用在對資料有效性的驗證方面。例如，BT就是用SHA1驗證收到資料塊是否有效的，Email伺服器的登入就有一中名為HMACMD5的驗證模式！
C#代碼
//對byte資料串進行散列
HashAlgorithm oTransform = (HashAlgorithm)MD5.Create();
byte[] AInput={0x31,0x31,0x31,0x31};
byte[] AOutput = oTransform.ComputeHash(AInput);
//對檔案流進行散列
FileStream oFile = new FileStream("c://10.vbs", FileMode.Open);
HashAlgorithm oTransform = (HashAlgorithm)MD5.Create();
byte[] AOutput = oTransform.ComputeHash(oFile);
oFile.Close();
//對byte資料串進行HMACMD5
//KeyedHashAlgorithm oHash = (KeyedHashAlgorithm)HMACMD5.Create();
//HMACMD5.Create()其實為傳回一個HMACSHA1,HMACMD5沒有定義Create
KeyedHashAlgorithm oHash = (KeyedHashAlgorithm)new HMACMD5();
byte[] oKey={0x31};
oHash.Key = oKey;
byte[] AInput ={ 0x31, 0x31, 0x31, 0x31 };
byte[] AOutput = oHash.ComputeHash(AInput);
還有要說的MD5與MD5CryptoServiceProvider 為什麼有兩個，它們之間的關系是怎樣的？如果第一次用這個類庫的話，真有點糊塗（此前我在糊塗ing）—“既生瑜，何生亮！”
源碼之下無密碼,開始反編譯:
MD5.Create() —>
CryptoConfig.CreateFromName(“System.Security.Cryptography.MD5”) —>
CryptoConfig.defaultNameHT[“System.Security.Cryptography.MD5”] —>
Type type1 = (Type) typeof(MD5CryptoServiceProvider); —>
反射一個MD5CryptoServiceProvider執行個體
是以最終使用者使用的還是MD5CryptoServiceProvider，MD5主要起到作用就是簡名的作用！
還有一點疑慮關于算列就剩下了“.net是否包含md2、md4算法？”，其實也是以下代碼給我的靈感的：
//MD5
Utils._CreateHash(Utils.Static ProvHandle, 0x8003, ref handle1);
this._safeHashHandle = handle1;
//SHA1
Utils._CreateHash(Utils.StaticProvHandle, 0x8004, ref handle1);
this._safeHashHandle = handle1;
是否0x8001<->MD2 , 0x8002<->MD4 ,這隻是我的猜想，由于保護機制，無法在自己的類中使用SafeHashHandle 類（真不知道ms為什麼不暴露出這個類呢？），但使用者完全可以模仿SHA1Managed類寫一個MD4類！
2．對稱加密
所謂對稱就是指加密解密中使用的key值是一樣的，這種加密算法也是我們大家日常用的最多的加密算法了,這類加密算法一般公開, 遭受考驗的也主要是key的長度,當然了你也完全寫一個不公開的算法,隻要能在數學上證明有一個可逆過程與其一一對應就可以了!
想象A加完密的密文發送給B,如果B想知道原文,還要根據解密算法解開才可以 ! 是以key值的保密性在這類應用中的重中之重！
對稱加密要注意的地方主要就是塊加密模式（這個也不是對稱獨有的，在非對稱中也存在模式概念）！CipherMode類型定義如下：
public enum CipherMode
{
CBC = 1,
ECB = 2,
OFB = 3,
CFB = 4,
CTS = 5
}
關于CipherMode的解釋見
ms-help://MS.VSCC.v80/MS.MSDN.v80/MS.NETDEVFX.v20.chs/cpref11/html/T_System_Security_Cryptography_CipherMode.htm
本來打算ctrl+c/ ctrl+v的，但看了半天都不知道在說什麼，真不知道翻譯的人是不懂呢？還是其它原因？現在隻能自己寫這部分了。
ECB 電子密碼本
把加密串分成64bit一組,不足部分添齊(這裡留到後面說)，然後對每一個塊單獨加密，最終一塊塊的密文塊組成密文，解密過程相反！如圖:
CBC密碼塊鍊
CBC模式的出現 就是為了補救ECB模式的一些缺點(密文一樣原文也一樣),過程如圖所示,這裡就不畫蛇了:
OFB 輸出反潰模式
下圖E’是加密函數E的一種變換,具體過程可以看書,這裡主要展示的它的大至過程:
CFB 密碼回報模式
與上面的OFB類似,也是對OFB模式的一種加強,E’函數與OFB一樣
CTR 記數模式
這種模式用IV加密,再與明文異或得到密文塊,且下次加密塊用到的IV是先前的IV加1,過程如圖:
C#代碼
//這樣就可以實作檔案或記憶體塊的加密了，解密類似！
//這裡需要注意的是:SymmetricAlgorithm預設的加密模式為CBC,見下代碼：
//protected SymmetricAlgorithm ()
//{
// this.ModeValue = CipherMode.CBC;
// this.PaddingValue = PaddingMode.PKCS7;
//}
//這樣當64位塊一樣時，出現同樣的密文可能性很小！
//使用者可以通過改變SymmetricAlgorithm成員ModeValue來改變加密模式來比較一下了！
//看上SymmetricAlgorithm構造函數發現pad也是可選的，後面可以看msdn，總算可以看明白了，感謝翻譯！
SymmetricAlgorithm oSym = DES.Create();
MemoryStream oMem=new MemoryStream();
byte [] AKey={0x31,0x31,0x31,0x31,0x31,0x31,0x31,0x31};
byte [] AIV= {0x31,0x31,0x31,0x31,0x31,0x31,0x31,0x31};
CryptoStream oStream = new CryptoStream(oMem, oSym.CreateEncryptor(AKey,AIV), CryptoStreamMode.Write);
byte[] AInput ={ 0x31, 0x31, 0x31, 0x31, 0x31, 0x31,0x31,0x31,0x31 };
oStream.Write(AInput, 0, AInput.Length);
oStream.Close();
byte[] AOutput=oMem.ToArray();
這裡還的引用一下msdn的關于pad的描述：
ms-help://MS.VSCC.v80/MS.MSDN.v80/MS.NETDEVFX.v20.chs/cpref11/html/T_System_Security_Cryptography_PaddingMode.htm
ANSIX923
ANSIX923 填充字元串由一個位元組序列組成，此位元組序列的最後一個位元組填充位元組序列的長度，其餘位元組均填充數字零。
下面的示例示範此模式的工作原理。假定塊長度為 8，資料長度為 9，則填充用八位位元組數等于 7，資料等于 FF FF FF FF FF FF FF FF FF：
資料： FF FF FF FF FF FF FF FF FF
X923 填充： FF FF FF FF FF FF FF FF FF 00 00 00 00 00 00 07
ISO10126
ISO10126 填充字元串由一個位元組序列組成，此位元組序列的最後一個位元組填充位元組序列的長度，其餘位元組填充随機資料。
下面的示例示範此模式的工作原理。假定塊長度為 8，資料長度為 9，則填充用八位位元組數等于 7，資料等于 FF FF FF FF FF FF FF FF FF：
資料： FF FF FF FF FF FF FF FF FF
ISO10126 填充： FF FF FF FF FF FF FF FF FF 7D 2A 75 EF F8 EF 07
None 不填充。
PKCS7
PKCS #7 填充字元串由一個位元組序列組成，每個位元組填充該位元組序列的長度。
下面的示例示範這些模式的工作原理。假定塊長度為 8，資料長度為 9，則填充用八位位元組數等于 7，資料等于 FF FF FF FF FF FF FF FF FF：
資料： FF FF FF FF FF FF FF FF FF
PKCS7 填充： FF FF FF FF FF FF FF FF FF 07 07 07 07 07 07 07
Zeros
填充字元串由設定為零的位元組組成。
以上紅字部分出自《MSDN》
３．非對稱加密
意指加解密的密鑰是不一樣的，加密一個，解密一個！一個叫公鑰，一個叫私鑰！加密方式的安全性要比對稱的安全些，但安全不是絕對的！這種算法最主要運用場景就是數字簽名！像RSA/DSA！
C#代碼
//加解密資料
//生成公私鑰
RSACryptoServiceProvider oRSA = new RSACryptoServiceProvider();
string privatekey=oRSA.ToXmlString(true);
string publickey=oRSA.ToXmlString(false);
byte[] AOutput;
//公鑰加密
RSACryptoServiceProvider oRSA1 = new RSACryptoServiceProvider();
oRSA1.FromXmlString(publickey);
byte[] AInput={0x31,0x31,0x31,0x31,0x31,0x31,0x31,0x31};
AOutput = oRSA1.Encrypt(AInput,false);
//私鑰解密
RSACryptoServiceProvider oRSA2 = new RSACryptoServiceProvider();
oRSA2.FromXmlString(privatekey);
AInput = oRSA2.Decrypt(AOutput, false);
//私鑰簽名
RSACryptoServiceProvider oRSA3 = new RSACryptoServiceProvider();
oRSA3.FromXmlString(privatekey);
AOutput = oRSA3.SignData(AInput, "MD5");
//公鑰驗證
RSACryptoServiceProvider oRSA4 = new RSACryptoServiceProvider();
oRSA4.FromXmlString(publickey);
bool bVerify= oRSA4.VerifyData(AInput, "MD5",AOutput);
這裡需要提到的是DSA隻能運用到數字簽名和驗證，加解密還的用RSA,關于最後一個參數“false：是什麼意思，可以參考msdn，這裡也不想添足了！
完