按部就班學.Net Core Web Api開發系列【16】：應用安全續-加密與解密

時間 2019-11-16

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原文: 按部就班學.Net Core Web Api開發系列【16】：應用安全續-加密與解密

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本系列涉及到的源碼下載地址：https://github.com/seabluescn/Blog_WebApijquery

1、概述git

應用安全除了用戶權限認證外，還要考慮到數據安全，傳輸安全、系統漏洞等方面。本篇文章重點討論數據存儲安全和傳輸安全，主要技術手段就是加密和解密。github

2、基本概念算法

信息在傳輸和存儲的過程當中有泄密的風險，加密的目的就是解決這些風險。數據庫

一、信息存儲在數據庫中，若是數據庫泄露會形成敏感數據泄露，如用戶密碼，手機號碼、工資信息；後端

二、數據傳輸過程當中數據遭到劫持，泄露用戶名、密碼等信息。瀏覽器

針對不一樣的應用場景，對應採用的加密手段：安全

一、密碼存儲：任何人都不能夠看到密碼，驗證是隻要比對加密後的字符串是否一致便可，因此要採用非可逆加密算法；

二、敏感信息存儲：存儲的信息是加密的，同時須要解密還原數據，因此採用可逆的算法，加密後能夠解密，加密的密碼和解密的密碼能夠一致。

三、敏感信息傳輸：在瀏覽器向服務器傳輸數據的過程，建議優先採用HTTPS傳輸模式便可解決問題。若是不採用https的傳輸模式，用戶提交的數據會有被竊取的風險，因爲客戶端加密是採用js進行操做，分析其網頁源碼能夠查詢到加密的密鑰，因此就不能採用上面的對稱加密算法，而是必須採用非對稱加密算法，即：加密密碼和解密密碼不同，加密密碼是能夠公開的，有加密密碼沒法解密信息，這樣經過客戶端加密、服務端解密解決數據被竊取的風險。

總結以下：

問題場景	採用加密手段	加密算法
用戶密碼存儲過程泄密	非可逆加密算法	MD5
敏感數據存儲過程泄密	可逆對稱加密算法	DES/AES
敏感數據傳輸過程泄密	可逆非對稱加密算法	RSA

3、MD5加密

首先須要經過NuGet獲取包：NETCore.Encrypt，下同。

加密代碼：

var srcString = "ghc123456";
var hashed = EncryptProvider.Md5(srcString);

非可逆加密算法，很差解密。

4、DES加密與解密

DES的加密與解密：

           //須要加密的信息
            var srcString = "ghc123456";

            //密碼:24位字符串，經過EncryptProvider.CreateDesKey()來生成。
            var desKey = "i4FftwEAP7enqKRl8JhBC7gv";  
           
           //加密
            var encrypted = EncryptProvider.DESEncrypt(srcString, desKey);

            //解密
            var decrypted = EncryptProvider.DESDecrypt(encrypted, desKey);

5、RSA客戶端加密、服務端解密

一、利用工具生成密鑰

RSA加密與解密須要用到一對密鑰，能夠經過第三方工具來生成密鑰，我這裏用的是阿里螞蟻金服的一個簽名工具：

工具下載：https://docs.open.alipay.com/291/105971

密鑰格式選擇PKCS1

公鑰給客戶端加密使用，私鑰給服務器端解密使用。

二、前端加密

首先經過Bower引入兩個js的庫：jQuery、jsencrypt

前端加密代碼：

<!DOCTYPE html>
<html lang="zh-CN">

<head>
    <meta charset="utf-8">
    <title>Using jQuery</title>
    <script src="lib/jquery/dist/jquery.min.js"></script>
    <script src="lib/jsencrypt/bin/jsencrypt.min.js"></script>

    <script>
        $(document).ready(function () {
            $("#query").click(function (event) {

                //須要加密的信息
                var pwd = "ghc123456";

                //公鑰
                var publicKey = "MIIBIjANBgkqhkiG9w0BAQEFAAOCAQ8AMIIBCgKCAQEAr8a8EjoY4op+k/BF0hjkaOgMDAmSl+VCc2rU6j/Ji9BsX/tRWM4o3wZgkMdAWim9vwM0Ll4x/jTsVr1+Qe7ffnBl6ZLpMs77MbVVG5wowVvie1rMi2fB7akdi+Id+R3SHZNSTnbtEATXtY8nGV5ZDcHMrw6PI30+HlaclxmhFSr+UGERyi6/mLKnC3Y5elxu8Zlj8eHPZhV6DV87ngkGdp4aLdWWfqP1Iz0cIMAJ7hiYP4o4/W/vn1YSyJeTs/oQvUeEaMVGxGIXOY+m9ToZbPwjXWPjeZJ1RLRKfhYoobguyGezQNC0xlBdWNU9gfVw7mk0+q1eCe5XfA45O54MbwIDAQAB";

                var encrypt = new JSEncrypt();
                encrypt.setPublicKey(publicKey);
               
                var encrypttext = encrypt.encrypt(pwd);

                $("#text").val(encrypttext);
            });

        });
    </script>

</head>

<body>
    <h1>Query</h1>

    <button id='query'>Qyery</button>
    <textarea id="text"></textarea>

</body>
</html>

三、後端解密

把前端加密得到的密文Copy到下面代碼中，驗證解密後的信息。

using System.Security.Cryptography;namespace Encrypt
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Console.WriteLine("Study Encrypt!");

            //從前端傳來的加密後的密文
            var encryptedMessage = "Qw0W7P3dScUe3isXIVkumhgTxKk0fcaxzyvyCVnFEHBH6qw/daMKt0BYK1SrFZrqmcX1tRx/yeAa0ea2QsYmLL2OynffoUnPtjLjNHZd9R7+Uqh8e6nmD1r4yK6o37tfb9SmPxJtgLR45dnxcFAIt3xRY5eqXFCMCJKdKwV7aLMayG1+Rg7YBhTfUoNbJoLTODupCweaUVwZdvcxOZrqd5x3SRw3x+bPkQpchJRXc4QoLhEfh/Hw5tiNkuMUzPt/3iyx7iuKQR4q+9Wnd81UaenLaihVlkiU5MEjZJOnz1HaEDhMc9rMlTXV36jAOOAVTufb2jILbNycuhGQkFh9SA==";

            //私鑰
            var privateKey = "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";

            //根據私鑰生成RSA提供者
            RSACryptoServiceProvider rsaCryptoServiceProvider = CreateRsaProviderFromPrivateKey(privateKey);

            byte[] decrypted = rsaCryptoServiceProvider.Decrypt(Convert.FromBase64String(encryptedMessage), false);

            Console.WriteLine($"decrypted = {Encoding.UTF8.GetString(decrypted)}");

            Console.ReadLine();
        }

        private static RSACryptoServiceProvider CreateRsaProviderFromPrivateKey(string privateKey)
        {
            var privateKeyBits = System.Convert.FromBase64String(privateKey);

            var RSA = new RSACryptoServiceProvider();
            var RSAparams = new RSAParameters();

            using (BinaryReader binr = new BinaryReader(new MemoryStream(privateKeyBits)))
            {
                byte bt = 0;
                ushort twobytes = 0;
                twobytes = binr.ReadUInt16();
                if (twobytes == 0x8130)
                    binr.ReadByte();
                else if (twobytes == 0x8230)
                    binr.ReadInt16();
                else
                    throw new Exception("Unexpected value read binr.ReadUInt16()");

                twobytes = binr.ReadUInt16();
                if (twobytes != 0x0102)
                    throw new Exception("Unexpected version");

                bt = binr.ReadByte();
                if (bt != 0x00)
                    throw new Exception("Unexpected value read binr.ReadByte()");

                RSAparams.Modulus = binr.ReadBytes(GetIntegerSize(binr));
                RSAparams.Exponent = binr.ReadBytes(GetIntegerSize(binr));
                RSAparams.D = binr.ReadBytes(GetIntegerSize(binr));
                RSAparams.P = binr.ReadBytes(GetIntegerSize(binr));
                RSAparams.Q = binr.ReadBytes(GetIntegerSize(binr));
                RSAparams.DP = binr.ReadBytes(GetIntegerSize(binr));
                RSAparams.DQ = binr.ReadBytes(GetIntegerSize(binr));
                RSAparams.InverseQ = binr.ReadBytes(GetIntegerSize(binr));
            }

            RSA.ImportParameters(RSAparams);
            return RSA;
        }
        private static int GetIntegerSize(BinaryReader binr)
        {
            byte bt = 0;
            byte lowbyte = 0x00;
            byte highbyte = 0x00;
            int count = 0;
            bt = binr.ReadByte();
            if (bt != 0x02)
                return 0;
            bt = binr.ReadByte();

            if (bt == 0x81)
                count = binr.ReadByte();
            else
                if (bt == 0x82)
            {
                highbyte = binr.ReadByte();
                lowbyte = binr.ReadByte();
                byte[] modint = { lowbyte, highbyte, 0x00, 0x00 };
                count = BitConverter.ToInt32(modint, 0);
            }
            else
            {
                count = bt;
            }

            while (binr.ReadByte() == 0x00)
            {
                count -= 1;
            }
            binr.BaseStream.Seek(-1, SeekOrigin.Current);
            return count;
        }
    }
}

注意：+號的處理：由於數據在網絡上傳輸時，非字母數字字符都將被替換成百分號（%）後跟兩位十六進制數，而base64編碼在傳輸到後端的時候，+會變成空格，所以先替換掉。後端再替換回來。
前端js代碼：

var str = encodeURI(pwddata).replace(/\+/g, '%2B')

後端C#代碼：

var str = pwd.Replace("%2B","+")

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