.NET進階篇04-Serialize序列化、加密解密
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這篇很輕鬆，沒有什麼費腦子的，因此解析較少，代碼較多，爲數很少的拿來即用篇
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內容目錄
1、概述2、序列化一、二進制文件二、XML三、JSON3、加解密一、不可逆加密MD5二、對稱可逆加密三、非對稱可逆加密四、一些組合應用一、CA證書二、單邊認證https三、雙邊認證web
1、概述
序列化是把一個內存中的對象的信息轉化成一個能夠持久化保存（二進制數據）的形式，以便於保存或傳輸，序列化的主要做用是不一樣平臺之間進行通訊，經常使用的有序列化有json、xml、文件等，反序列化是將進制數據還原爲對象，內存中的對象稍縱即逝，序列化反序列化就是爲了保持對象的持久化。就像用DV錄像，用播放器播放同樣。算法
加密是經過對消息進行編碼，創建一種安全的交流方式，使得只有你和你所指望的接收者可以理解。數據庫
2、序列化
一、二進制文件
內置的BinaryFormatter二進制序列化器用於將對象序列化和反序列化二進制文件。要引用System.Runtime.Serialization.Formatters.Binary。
假設咱們有如下對象json
[Serializable] //必須添加序列化特性
public class Person
{
[NonSerialized]
public int Id = 1;
public string Name { get; set; }
public string Sex { get; set; }
}
建立一個BinaryFormatter實例，調用實例Serialize方法將對象寫入文件流中瀏覽器
string fileName = Path.Combine("D:\\", @"BinarySerialize.txt");//文件名稱與路徑
using (Stream fStream = new FileStream(fileName, FileMode.Create, FileAccess.ReadWrite))
{
Person p = new Person() { Id = 1, Name = "jack", Sex = "男" };//對象
BinaryFormatter binFormat = new BinaryFormatter();//建立二進制序列化器
binFormat.Serialize(fStream, p);
}
經過調用實例Deserialize方法把二進制文本反序列化爲對象安全
using (Stream fStream = new FileStream(fileName, FileMode.Open, FileAccess.ReadWrite))
{
BinaryFormatter binFormat = new BinaryFormatter();//建立二進制序列化器
fStream.Position = 0;//重置流位置
Person p = (Person)binFormat.Deserialize(fStream);//反序列化對象
}
但注意咱們必須在類上面標記Serializable特性，才能序列化該對象，默認屬性字段均可序列化了，固然咱們經過標記NonSerialized能夠要求某個字段不序列化，但這樣反序列後該字段就會沒有值（或默認值）服務器
結合我們前天學到的泛型，咱們包裝一下BinarySerializeHelper幫助類app
public class BinarySerializeHelper
{
/// <summary>
/// 將對象序列化爲字符串
/// </summary>
/// <typeparam name="T">類型</typeparam>
/// <param name="t">實例</param>
/// <returns>字符串</returns>
public static string ObjectToString<T>(T t)
{
BinaryFormatter formatter = new BinaryFormatter();
using (MemoryStream stream = new MemoryStream())
{
formatter.Serialize(stream, t);
string result = System.Text.Encoding.UTF8.GetString(stream.ToArray());
return result;
}
}
/// <summary>
/// 將對象序列化爲文件
/// </summary>
/// <typeparam name="T">類型</typeparam>
/// <param name="t">實例</param>
/// <param name="path">存放路徑</param>
public static void ObjectToFile<T>(T t, string path)
{
BinaryFormatter formatter = new BinaryFormatter();
using (FileStream stream = new FileStream(path, FileMode.OpenOrCreate))
{
formatter.Serialize(stream, t);
stream.Flush();
}
}
/// <summary>
/// 將字符串反序列爲類型
/// </summary>
/// <typeparam name="T">類型</typeparam>
/// <param name="s">字符串</param>
/// <returns>對象</returns>
public static T StringToObject<T>(string s) where T : class
{
byte[] buffer = System.Text.Encoding.UTF8.GetBytes(s);
BinaryFormatter formatter = new BinaryFormatter();
using (MemoryStream stream = new MemoryStream(buffer))
{
T result = formatter.Deserialize(stream) as T;
return result;
}
}
/// <summary>
/// 將文件反序列化爲對象
/// </summary>
/// <typeparam name="T">類型</typeparam>
/// <param name="path">路徑</param>
/// <returns>對象</returns>
public static T FileToObject<T>(string path) where T : class
{
using (FileStream stream = new FileStream(path, FileMode.Open))
{
BinaryFormatter formatter = new BinaryFormatter();
T result = formatter.Deserialize(stream) as T;
return result;
}
}
}
二、XML
在沒有JSON(JavaScript Object Notation)以前，XML（Extensible Markup Language）做爲規範，輕量的數據存儲格式獲得大量應用，經常使用來做爲配置文件和數據傳輸。.NET內置了XmlSerializer類來將對象序列化爲xml，將XML反序列化爲對象。
用法和上面BinaryFormatter同樣，先實例化而後調用序列化、反序列化方法框架
string fileName = Path.Combine("D:\\", @"XmlSerialize.txt");//文件名稱與路徑
using (Stream fStream = new FileStream(fileName, FileMode.Create, FileAccess.ReadWrite))
{
Person p = new Person() { Id = 1, Name = "jack", Sex = "男" };//對象
XmlSerializer xmlFormat = new XmlSerializer(typeof(Person));//建立XML序列化器，須要指定對象的類型
xmlFormat.Serialize(fStream, p);
}
using (Stream fStream = new FileStream(fileName, FileMode.Open, FileAccess.ReadWrite))
{
XmlSerializer xmlFormat = new XmlSerializer(typeof(Person));//建立XML序列化器，須要指定對象的類型
fStream.Position = 0;//重置流位置
Person p = (Person)xmlFormat.Deserialize(fStream);//反序列化對象
}
不一樣的是實例化XmlSerializer時候須要指定待序列化對象的類型，並且對象無需標記Serializable特性
咱們也能夠像上面同樣封裝成泛型以共用
public class XmlSerializeHelper
{
/// <summary>
/// 將對象序列化爲xml文件
/// </summary>
/// <typeparam name="T">類型</typeparam>
/// <param name="t">對象</param>
/// <param name="path">xml存放路徑</param>
public static void ObjectToXml<T>(T t, string path) where T : class
{
XmlSerializer formatter = new XmlSerializer(typeof(T));
using (FileStream stream = new FileStream(path, FileMode.OpenOrCreate))
{
formatter.Serialize(stream, t);
}
}
/// <summary>
/// 將對象序列化爲xml字符串
/// </summary>
/// <typeparam name="T">類型</typeparam>
/// <param name="t">對象</param>
public static string ObjectToXml<T>(T t) where T : class
{
XmlSerializer formatter = new XmlSerializer(typeof(T));
using (MemoryStream stream = new MemoryStream())
{
formatter.Serialize(stream, t);
string result = System.Text.Encoding.UTF8.GetString(stream.ToArray());
return result;
}
}
/// <summary>
/// 將xml文件反序列化爲對象
/// </summary>
/// <typeparam name="T">類型</typeparam>
/// <param name="t">對象</param>
/// <param name="path">xml路徑</param>
/// <returns>對象</returns>
public static T XmlToObject<T>(T t, string path) where T : class
{
XmlSerializer formatter = new XmlSerializer(typeof(T));
using (FileStream stream = new FileStream(path, FileMode.OpenOrCreate))
{
XmlReader xmlReader = new XmlTextReader(stream);
T result = formatter.Deserialize(xmlReader) as T;
return result;
}
}
}
關於XML，在之前也被濃墨重彩的使用，.NET對其解析用到的類庫在System.Xml下，包括XmlDocument，XmlElement，XmlNode等類能夠實現對xml文檔的徹底控制。
三、JSON
JSON(JavaScript Object Notation)相比較XML更加輕量，傳輸有效減小帶寬，可讀性也差很少，在互聯網尤爲移動互聯網中獲得普遍應用。.NET後面的框架配置也多基於JSON格式。
.NE提供了DataContractJsonSerializer和JavaScriptSerializer兩個類來進行JSON的轉換，二者大體相同，DataContractJsonSerializer（命名空間System.Runtime.Serialization.Json）在wcf時代應用較多，你必須在DataContract和DataMember來特性標記成員。JavaScriptSerializer更多用在Web中通訊，能夠序列化任何類型，包括匿名類型。這裏以JavaScriptSerializer爲例，簡單使用一會兒。（命名空間System.Web.Script.Serialization）
此次咱們先直接封裝個泛型方法，後面兩個方法咱們用了比較經常使用的Newtonsoft.Json第三方的JSON轉換庫
public class JsonSerializeHelper
{
#region Json
/// <summary>
/// 將對象序列化爲Json字符串
/// </summary>
/// <typeparam name="T"></typeparam>
/// <param name="obj"></param>
/// <returns></returns>
public static string ObjectToString<T>(T obj)
{
JavaScriptSerializer jss = new JavaScriptSerializer();
return jss.Serialize(obj);
}
/// <summary>
/// 將Json字符串反序列化爲對象
/// </summary>
/// <typeparam name="T"></typeparam>
/// <param name="content"></param>
/// <returns></returns>
public static T StringToObject<T>(string content)
{
JavaScriptSerializer jss = new JavaScriptSerializer();
return jss.Deserialize<T>(content);
}
/// <summary>
/// 使用Newtonsoft.Json序列化對象爲json字符串
/// </summary>
/// <typeparam name="T"></typeparam>
/// <param name="obj"></param>
/// <returns></returns>
public static string ToJson<T>(T obj)
{
return JsonConvert.SerializeObject(obj);
}
/// <summary>
/// 使用Newtonsoft.Json將json字符串反序列化爲對象
/// </summary>
/// <typeparam name="T"></typeparam>
/// <param name="content"></param>
/// <returns></returns>
public static T ToObject<T>(string content)
{
return JsonConvert.DeserializeObject<T>(content);
}
#endregion Json
}
3、加解密
字面意思，加密解密，咱們常常須要對不想要別人輕鬆看見的東西加密，之因此說是不能輕鬆看見，由於安全都是相對的，沒有絕對的安全，咱們加密只是提升別人破解的難度，勸退大多數人。加密是經過對消息進行編碼，創建一種安全的交流方式，使得只有你和你所指望的接收者可以理解。
那麼怎麼樣才能叫安全呢？消息在接收方和發送方進行安全傳遞，通常要知足下面三個要點：
- 消息的發送方可以肯定消息只有預期的接收方能夠解密(不保證第三方沒法得到，但保證第三方沒法解密)。
- 消息的接收方能夠肯定消息是由誰發送的（消息的接收方能夠肯定消息的發送方）。
- 消息的接收方能夠肯定消息在途中沒有被篡改過（必須確認消息的完整性）。確保消息由A發出沒有被篡改到達預期的B手中。
加密一般分爲三種方式：不可逆加密、對稱可逆加密和非對稱可逆加密
一、不可逆加密MD5
MD5（單向散列算法）的全稱是Message-Digest Algorithm 5（信息-摘要算法），經MD二、MD3和MD4發展而來。MD5算法的使用不須要支付任何版權費用。
MD5特色：
輸入任意長度的信息，通過處理，輸出爲128位的信息（數字指紋）；
不一樣的輸入獲得的不一樣的結果（惟一性）；
根據128位的輸出結果不可能反推出輸入的信息（不可逆）；
MD5是不可逆的，就是根據加密後信息得不到加密前的。
一、防止被篡改
好比一個電子文檔，發送過程當中若是被篡改，則先後的md5不同二、防止直接看到明文
好比用戶密碼消息，若是數據庫中存儲的明文，則泄漏後別人就直接登陸。用MD5加密後存儲，即便泄密獲得的也是加密後的，沒法還原加密前的密碼，但如今網上有不少MD5解密的，都是經過撞庫實現，由於密碼通常也就數字生日字母等組合，目前已知的MD5庫已經有幾百億樣本了，若是簡單密碼仍是容易經過撞庫破解的，因此通常還會在用戶密碼基礎上再加上一些自定義的信息後再MD5（俗稱加鹽）。三、防止抵賴（數字簽名）
A寫了一個文件，而後在第三方認證機構備案，第三方利用MD5造成摘要信息，若是往後A抵賴不是他寫的，第三方就對文件從新MD5而後與記錄在冊的比對。四、急速秒傳
網盤應用，記錄第一次上傳文件的MD5，而後別人再上傳，匹配MD5，一致時就可不用上傳，直接給個軟鏈接，達到急速秒傳。
如下是C#版本MD5加密
public class MD5Encrypt
{
/// <summary>
/// MD5加密,和動網上的16/32位MD5加密結果相同,
/// 使用的UTF8編碼
/// </summary>
/// <param name="source">待加密字串</param>
/// <param name="length">16或32值之一,其它則採用.net默認MD5加密算法</param>
/// <returns>加密後的字串</returns>
public static string Encrypt(string source, int length = 32)//默認參數
{
if (string.IsNullOrEmpty(source)) return string.Empty;
HashAlgorithm provider = CryptoConfig.CreateFromName("MD5") as HashAlgorithm;
byte[] bytes = Encoding.UTF8.GetBytes(source);//這裏須要區別編碼的
byte[] hashValue = provider.ComputeHash(bytes);
StringBuilder sb = new StringBuilder();
switch (length)
{
case 16://16位密文是32位密文的9到24位字符
for (int i = 4; i < 12; i++)
{
sb.Append(hashValue[i].ToString("x2"));//轉換爲小寫的16進制
}
break;
case 32:
for (int i = 0; i < 16; i++)
{
sb.Append(hashValue[i].ToString("x2"));
}
break;
default:
for (int i = 0; i < hashValue.Length; i++)
{
sb.Append(hashValue[i].ToString("x2"));
}
break;
}
return sb.ToString();
}
/// <summary>
/// 獲取文件的MD5摘要
/// </summary>
/// <param name="fileName"></param>
/// <returns></returns>
public static string AbstractFile(string fileName)
{
using (FileStream file = new FileStream(fileName, FileMode.Open))
{
return AbstractFile(file);
}
}
/// <summary>
/// 根據stream獲取文件摘要
/// </summary>
/// <param name="stream"></param>
/// <returns></returns>
public static string AbstractFile(Stream stream)
{
MD5 md5 = new MD5CryptoServiceProvider();
byte[] retVal = md5.ComputeHash(stream);
StringBuilder sb = new StringBuilder();
for (int i = 0; i < retVal.Length; i++)
{
sb.Append(retVal[i].ToString("x2"));
}
return sb.ToString();
}
}
二、對稱可逆加密
借用一下這張圖。對稱加密的思路很是簡單，就是含有一個稱爲密鑰（密碼學中發音yao）的東西，在消息發送前使用密鑰對消息進行加密，在對方收到消息以後，使用相同的密鑰進行解密。加密速度快，但密鑰安全是個問題，密鑰放在保密的地方。
對稱加密很明顯的問題就是要確保密鑰的安全，密鑰若是被第三方獲取，接受者便沒法區分正確的發送者。
以DES AES Blowfish爲表明。DES（Data Encryption Standard），像加密狗通常就是利用對稱可逆加密
C#語言版本的DES加解密以下所示，注意密鑰長度是8位
public class DesEncrypt
{
/// <summary>
/// 密鑰key
/// </summary>
private static byte[] _rgbKey = ASCIIEncoding.ASCII.GetBytes("miyaokey");
/// <summary>
/// 偏移量 爲了解決原文中有重複生成的密文中也有重複現象
/// </summary>
private static byte[] _rgbIV = ASCIIEncoding.ASCII.GetBytes("miyaokey".Insert(0, "w").Substring(0, 8));
/// <summary>
/// DES 加密
/// </summary>
/// <param name="text">須要加密的值</param>
/// <returns>加密後的結果</returns>
public static string Encrypt(string text)
{
DESCryptoServiceProvider dsp = new DESCryptoServiceProvider();
using (MemoryStream memStream = new MemoryStream())
{
CryptoStream crypStream = new CryptoStream(memStream, dsp.CreateEncryptor(_rgbKey, _rgbIV), CryptoStreamMode.Write);
StreamWriter sWriter = new StreamWriter(crypStream);
sWriter.Write(text);
sWriter.Flush();
crypStream.FlushFinalBlock();
memStream.Flush();
return Convert.ToBase64String(memStream.GetBuffer(), 0, (int)memStream.Length);
}
}
/// <summary>
/// DES解密
/// </summary>
/// <param name="encryptText"></param>
/// <returns>解密後的結果</returns>
public static string Decrypt(string encryptText)
{
DESCryptoServiceProvider dsp = new DESCryptoServiceProvider();
byte[] buffer = Convert.FromBase64String(encryptText);
using (MemoryStream memStream = new MemoryStream())
{
CryptoStream crypStream = new CryptoStream(memStream, dsp.CreateDecryptor(_rgbKey, _rgbIV), CryptoStreamMode.Write);
crypStream.Write(buffer, 0, buffer.Length);
crypStream.FlushFinalBlock();
return ASCIIEncoding.UTF8.GetString(memStream.ToArray());
}
}
}
三、非對稱可逆加密
非對稱加密的接收者和發送者都持有兩個密鑰，一個是對外公開的，稱爲公鑰，一個是自行保管的，稱爲私鑰。非對稱加密的規則是由某人A的公鑰加密的消息，只能由A的私鑰進行解密；由A的私鑰加密的消息只能由A的公鑰解密。
可使用接收方公鑰加密，接受方私鑰解密，這樣能夠確保只有預期的接收方能接受消息，但沒法保證發送方是誰，由於誰均可以拿接收方的公鑰來加密，這其實就是加密模式。
若是使用發送方的私鑰加密，發送方的公鑰解密，能夠確保消息是由發送方A發出的，但拿到發送方公鑰的均可以解密，這就是認證模式。由於不管加密模式，認證模式都沒法同時知足加解密的三要點，而後引入了數字簽名
數字簽名就是上面非對稱加密的認證模式基礎上作了改進，加入了像MD5的散列算法，多一條路對原始信息進行散列加密，消息仍以明文傳遞，最後比較接收到的消息的散列值和接受到原始消息散列值，肯定消息是否被中間篡改。但很明顯，明文傳遞，不安全，第三方能夠直接查看消息
就像上圖所示，咱們再對明文消息進行加密，確保被指望的接收方接受。那結合加密模式，發送方用接收方的公鑰加密信息，而後接收方只能用接收方本身的私鑰來解密。因此整個過程利用4個密鑰，加密鑰既能夠是公鑰也能夠是私鑰。
C#版本的RSA（Rivest Shamir Ad1eman）加解密以下所示
public class RsaEncrypt
{
/// <summary>
/// 獲取加密/解密對
/// 給你一個，是沒法推算出另一個的
/// Encrypt Decrypt
/// </summary>
/// <returns>Encrypt Decrypt</returns>
public static KeyValuePair<string, string> GetKeyPair()
{
RSACryptoServiceProvider RSA = new RSACryptoServiceProvider();
string publicKey = RSA.ToXmlString(false);
string privateKey = RSA.ToXmlString(true);
return new KeyValuePair<string, string>(publicKey, privateKey);
}
/// <summary>
/// 加密：內容+加密key
/// </summary>
/// <param name="content"></param>
/// <param name="encryptKey">加密key</param>
/// <returns></returns>
public static string Encrypt(string content, string encryptKey)
{
RSACryptoServiceProvider rsa = new RSACryptoServiceProvider();
rsa.FromXmlString(encryptKey);
UnicodeEncoding ByteConverter = new UnicodeEncoding();
byte[] DataToEncrypt = ByteConverter.GetBytes(content);
byte[] resultBytes = rsa.Encrypt(DataToEncrypt, false);
return Convert.ToBase64String(resultBytes);
}
/// <summary>
/// 解密 內容+解密key
/// </summary>
/// <param name="content"></param>
/// <param name="decryptKey">解密key</param>
/// <returns></returns>
public static string Decrypt(string content, string decryptKey)
{
byte[] dataToDecrypt = Convert.FromBase64String(content);
RSACryptoServiceProvider RSA = new RSACryptoServiceProvider();
RSA.FromXmlString(decryptKey);
byte[] resultBytes = RSA.Decrypt(dataToDecrypt, false);
UnicodeEncoding ByteConverter = new UnicodeEncoding();
return ByteConverter.GetString(resultBytes);
}
/// <summary>
/// 能夠合併在一塊兒的，，每次產生一組新的密鑰
/// </summary>
/// <param name="content"></param>
/// <param name="encryptKey">加密key</param>
/// <param name="decryptKey">解密key</param>
/// <returns>加密後結果</returns>
private static string Encrypt(string content, out string publicKey, out string privateKey)
{
RSACryptoServiceProvider rsaProvider = new RSACryptoServiceProvider();
publicKey = rsaProvider.ToXmlString(false);
privateKey = rsaProvider.ToXmlString(true);
UnicodeEncoding ByteConverter = new UnicodeEncoding();
byte[] DataToEncrypt = ByteConverter.GetBytes(content);
byte[] resultBytes = rsaProvider.Encrypt(DataToEncrypt, false);
return Convert.ToBase64String(resultBytes);
}
}
四、一些組合應用
一、CA證書
CA（Certification Authority）證書是由CA權威機構（國內像阿里），咱們在互聯網裏要信任一個東西，若是有個權威機構來背書，咱們可能更加信任。CA證書本身也能夠頒發，就看你們認不認了。
像上圖所示。咱們網站須要去CA機構申請一個證書，CA機構根據咱們提供的網站一些信息，而後CA機構對這些信息用CA機構的私鑰加密，造成CA證書（包括加密後的基本信息和數字簽名）安裝到IIS等服務器上，瀏覽器內置了CA解密鑰，瀏覽器訪問服務器時，服務器把證書給瀏覽器，，經過發證機關找到次機關的解密鑰（瀏覽器也內置了發證機關的CA證書（根證書，包含CA機構和解密公鑰）），而後瀏覽器經過解密鑰就得到圖中百度公司的MD5信息，經過對比服務器端傳遞過來的基本信息生成MD5後比較解密了數字證書後的MD5一致性，確保證書沒問題，沒有被篡改。
二、單邊認證https
上面驗證了證書，而後獲得百度的公鑰（申請證書時提供的公鑰，包含在證書中），用此百度公鑰加密一個消息給服務器，服務器若是有正確的私鑰解密返回正確的消息，則驗證服務器是百度。確認以後，瀏覽器則隨機提供一個加密鑰，記得用百度公鑰加密後傳輸（避免被中間截取），而後百度服務器獲得這個新生成的加密鑰，之後雙方就經過這個加密鑰加密傳輸數據，只有瀏覽器和服務器知道的。
三、雙邊認證
上面單邊認證只是證實了服務器是那個服務器，雙邊認證就再證實瀏覽器是那個瀏覽器，通常銀行常常會用U盾，K寶等，和單邊認證相似，將證書發給服務器
若是手機在手邊，也能夠關注下vx：xishaobb，互動或獲取更多消息。固然這裏也一直更新de，下期見，拜了個拜拜。
- 1. .NET進階篇04-Serialize序列化、加密解密
- 2. Spring Security 進階-加密篇
- 3. .NET中進行Base64加密解密
- 4. 序列化/反序列化/序列化事件/加解密
- 5. .Net中的加密解密
- 6. .net中RSA加密解密
- 7. 脫殼進階篇——IAT修復解密
- 8. 再談 C# 對象二進制序列化，序列化並進行 AES 加密
- 9. ABAP 加密解密程序
- 10. .NET MD5加密解密代碼
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