C#微信公衆號開發系列教程三（消息體簽名及加解密）

微信公衆號開發系列教程一（調試環境部署）

微信公衆號開發系列教程一（調試環境部署續：vs遠程調試）

C#微信公衆號開發系列教程二（新手接入指南）

C#微信公衆號開發系列教程三（消息體簽名及加解密）

C#微信公衆號開發系列教程四（接收普通消息）

C#微信公衆號開發系列教程五（接收事件推送與消息排重）

 C#微信公衆號開發系列教程六（被動回覆與上傳下載多媒體文件）

   距離上一篇博文已經半個月了，原本打算每兩天更新一次的，但可憐苦逼碼農無日無夜的加班。第一篇博文發表後，博文視點的編輯就找到我，問我想不想出版這個系列，我當時瞬間就想到了王大錘的獨白，想一想真的是有點小激動，後面按照那邊的要求，提交了申請書，也提交了目錄，惋惜文筆不行，再加上最近太忙，樣稿一直沒有給他，感受挺愧疚了。真心但願能幫一下迷茫的新手開發者，但願各位在看博文的時候能給小弟一些建議或意見，讓這個系列能更完美的面向你們。

   前幾篇主要是微信開發的準備工做，也沒有什麼技術含量。在第一篇和第二篇中，我主要講的是使用花生殼來配合vs進行代碼調試，也一度被園友吐槽本人是花生殼請來的逗比，沒辦法，爲了和花生殼劃清界限，在本篇進入正文前，爲你們介紹一個比花生殼更好用的工具ngrok（羣裏的朋友介紹的，我如今冒充下逗比介紹給你們。），ngrok的好處我就不在此具體說明了，畢竟不是本文的重點，我錄了視頻，有興趣的能夠下載看下。連接: http://pan.baidu.com/s/1eQ8akQQ 密碼: ov6l

   出於安全考慮，微信公衆平臺在10月份的時候加入了消息體的加解密功能，首先，須要先驗證簽名，用於公衆平臺和公衆帳號驗證消息體的正確性，其次，針對推送給公衆號的普通消息和事件消息，以及推送給設備公衆帳號的設備進行加密，最後，公衆號對密文消息的回覆也須要加密。啓用加解密功能後，公衆平臺服務器在向公衆號服務器配置地址推送消息時，url將新增長兩個參數，一個是加密類型一個是消息體簽名，並以此來體現新功能。加密算法採用AES。關於明文模式，兼容模式，安全模式的說明，你們請參考官方文檔.

驗證消息真實性和加解密的幫助類官方提供的有demo，再次不詳細講述了，下載下來能夠直接調用，下面請看代碼：

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();
            //祕鑰的大小，以位爲單位
            aes.KeySize = 256;
            //支持的塊大小
            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();
            //祕鑰的大小，以位爲單位
            aes.KeySize = 256;
            //支持的塊大小
            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 本身進行PKCS7補位，用系統本身帶的不行
            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 註釋的也是一種方法，效果同樣
            //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;
            // 計算須要填充的位數
            int amount_to_pad = block_size - (text_length % block_size);
            if (amount_to_pad == 0)
            {
                amount_to_pad = block_size;
            }
            // 得到補位所用的字符
            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);
        }
        /**
         * 將數字轉化成ASCII碼對應的字符，用於對明文進行補碼
         * 
         * @param a 須要轉化的數字
         * @return 轉化獲得的字符
         */
        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 ： 簽名驗證錯誤
//-40002 :  xml解析失敗
//-40003 :  sha加密生成簽名失敗
//-40004 :  AESKey 非法
//-40005 :  appid 校驗錯誤
//-40006 :  AES 加密失敗
//-40007 ： AES 解密失敗
//-40008 ： 解密後獲得的buffer非法
//-40009 :  base64加密異常
//-40010 :  base64解密異常
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
        };

        //構造函數
        // @param sToken: 公衆平臺上，開發者設置的Token
        // @param sEncodingAESKey: 公衆平臺上，開發者設置的EncodingAESKey
        // @param sAppID: 公衆賬號的appid
        public MsgCrypt(string sToken, string sEncodingAESKey, string sAppID)
        {
            m_sToken = sToken;
            m_sAppID = sAppID;
            m_sEncodingAESKey = sEncodingAESKey;
        }


        // 檢驗消息的真實性，而且獲取解密後的明文
        // @param sMsgSignature: 簽名串，對應URL參數的msg_signature
        // @param sTimeStamp: 時間戳，對應URL參數的timestamp
        // @param sNonce: 隨機串，對應URL參數的nonce
        // @param sPostData: 密文，對應POST請求的數據
        // @param sMsg: 解密後的原文，當return返回0時有效
        // @return: 成功0，失敗返回對應的錯誤碼
        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;
        }

        //將企業號回覆用戶的消息加密打包
        // @param sReplyMsg: 企業號待回覆用戶的消息，xml格式的字符串
        // @param sTimeStamp: 時間戳，能夠本身生成，也能夠用URL參數的timestamp
        // @param sNonce: 隨機串，能夠本身生成，也能夠用URL參數的nonce
        // @param sEncryptMsg: 加密後的能夠直接回複用戶的密文，包括msg_signature, timestamp, nonce, encrypt的xml格式的字符串,
        //                        當return返回0時有效
        // return：成功0，失敗返回對應的錯誤碼
        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;
        }
    }
}

 

在處理程序中，首先獲取到公衆平臺服務器發送過來的數據，並轉成字符串。代碼以下

string postStr = "";
            Stream s = VqiRequest.GetInputStream();//此方法是對System.Web.HttpContext.Current.Request.InputStream的封裝，可直接代碼
            byte[] b = new byte[s.Length];
            s.Read(b, 0, (int)s.Length);
            postStr = Encoding.UTF8.GetString(b);

而後再分別獲取url中的參數：timestamp，nonce，msg_signature，encrypt_type。能夠看到，在明文模式下是沒有encrypt_type參數的。如圖：

明文模式

 

兼容模式和安全模式

 

兼容模式和安全模式則加入了消息體的簽名與加密類型兩個參數。

因爲在實際的運營中，兼容模式不太可能使用，因此在此不作詳細介紹了。

接着上面的講。獲取到url中的參數後，判斷encrypt_type的值是否爲aes，若是是則說明是使用的兼容模式或安全模式，此時則需調用解密相關的方法進行解密。

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("消息解密失敗");
                    return null;
               
                }
            }

不然則直接解析接收到的xml字符串。

下圖是接收到的密文：

 

解密以後的內容以下：

此時就能夠解析此xml了。

 

當須要回覆加密的請求時，回覆的內容也是須要加密的，因此在回覆前須要判斷此條接收到的消息是否加密，若是是加密的，則須要將須要回覆的內容加密後，再進行回覆。回覆消息的方法將在下一篇中具體講解，此篇只講解加密的過程。

處理代碼以下：

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);
      
        }

將接收到的消息實體和須要回覆的內容xml傳遞過來，若是是加密的，則加密後再Response，不然直接Response。

 

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