Twofish 密码的 C# 实现

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前言

本文是关于使用.NET框架创建一个加密提供程序，并使用.NET平台提供的相同机制来集成它。本文不是关于Twofish密码本身的，而是用作一个可以以这种方式集成的密码示例。

引言

.NET框架支持各种加密提供程序，例如AES的获胜者Rijndael。 但是，可以使用相同的框架来添加自定义加密提供程序，并以与.NET提供的提供程序相同的方式使用它们。 不仅需要将其用于加密，因为相同的框架也可以用于任何形式的编码机制，例如压缩或MIME编码。 此外，这些转换可以通过流连接在一起，因此可以以非常简单的方式级联这些转换，即memory -> compress -> encrypt -> encode。 使用过Crypto++的人员将熟悉此技术。 为此，.NET框架提供了基类SymmetricAlgorithm和一个接口ICryptoTransform。

调查

为了研究.NET框架如何使用SymmetricAlgorithm类和ICryptoTransform接口，我创建了一个简单的类XOR，该类在数据块上执行逐字节的eXclusiveOR。 一个非常基本且非常糟糕的加密系统，但至少可以让人们确定我们是否正确使用了提供的类和接口。 我也将其包含在安装中，但它只是一堆方法/属性和大量的跟踪语句。

发现

byte[] ICryptoTransform.TransformFinalBlock(byte[] inputBuffer, int inputOffset, int inputCount); - 当您返回null时，此方法不喜欢，并且在没有数据要返回时会引发异常。 通常在调用此方法但inputCount为0时会出现这种情况，您必须返回new byte[0]。 这尚未在帮助文件中记录。

public virtual SymmetricAlgorithm.CipherMode Mode {get; set;} - 框架本身不使用此属性来实现各种密码模式 - 您必须在转换数据时读取此属性并采取相应的措施。

Twofish

现在掌握了新发现的知识，我继续用C#实现Twofish密码。 我的实现基于Twofish密码的参考C实现，该实现可以在Counterpane Internet Security找到，因为我认为优化的C实现无法很好地移植。 我已经测试了代码，使其在EBC模式下工作，并且我也实现了CBC模式。

级联

正如我之前提到的，可以级联这些转换，这样只需一次调用即可进行压缩 -> 加密 -> 编码。 在安装中，我已经展示了如何级联Twofish密码和.NET提供的Base64转换FromBase64Transform和ToBase64Transform。 我还没有展示压缩步骤，因为我尚未实现该转换。

Twofish fish = new Twofish();
System.IO.MemoryStream ms = new System.IO.MemoryStream();

// create an encoder
ICryptoTransform encode = new ToBase64Transform();

//create Twofish Encryptor from this instance
ICryptoTransform encrypt = fish.CreateEncryptor( Key, IV);
// both Key and IV are byte[] types 

// we have to work backwards defining the last link in the chain first
CryptoStream cryptostreamEncode = new CryptoStream( ms, encode, 
                                                    CryptoStreamMode.Write);
CryptoStream cryptostream = new CryptoStream( cryptostreamEncode, encrypt, 
                                              CryptoStreamMode.Write);

// or we could do this as we don't need to use cryptostreamEncode
CryptoStream cryptostream = new 
  CryptoStream(new CryptoStream( ms,encode, CryptoStreamMode.Write), 
  encrypt, CryptoStreamMode.Write);

待解决的问题

• 我没有创建任何通常在GenerateIV()和GenerateKey()重写中实现的随机密钥或IV机制。
• 需要进一步测试以测试CBC模式并添加其他密码模式。
• 将压缩算法集成到支持ICryptoTransform接口的类中
• 优化代码。 正如我之前提到的，我不太确定如何优化C#代码，因此非常感谢任何提示。
• 由于编译，卸载程序不会删除任何生成的文件。

历史

第一个版本 - 2002年7月17日