组合对称和非对称加密。

对称加密

对称加密使用一个密钥值来加密和解密数据。发送者和接收者需要相同的密钥才能进行加密或解密。对称算法有两种类型，流算法和块算法。流算法一次处理一位或一个字节，而块算法处理更大的数据块（通常为 64 位）。这种类型的系统的缺点是，如果密钥被发现，所有消息都可以被解密。

在 .NET 框架中，System.Security.Cryptography 命名空间中有从 System.Security.SymmetricAlgorithm 类派生的类，使我们能够使用对称加密。每个类为此目的使用不同的算法。这些算法使用随机初始化向量 (IV)，即使在使用相同源数据时，加密的数据也会有所不同。一般来说，密钥大小越大，算法就越安全。以下是可用的不同类

类	算法	默认密钥大小
DESCryptoServiceProvider	DES	64
TripleDESCryptoServiceProvider	TripleDES	192
RC2CryptServiceProvider	RC2	128
RijndaelManaged	Rijndael	256

使用 .NET，我们可以使用 CryptoStream 包装数据流。这为我们提供了一种非常简单的方法来使用对称加密类。如果您使用 CryptoStream 包装 FileStream，它会在写入时加密数据，并在读取时解密数据。这种类型的主要弱点是密钥的脆弱性。

示例

• 声明该类的一个新实例

  Private Rijndael As New RijndaelManaged()

• 写入密钥

  Dim keyFile As New FileStream("key.bin", FileMode.CreateNew) 
  keyFile.Write(Rijndael.Key, 0, Rijndael.Key.Length)
  keyFile.Close()

• 加密数据

  Dim Transform As ICryptoTransform = Rijndael.CreateEncryptor() 
  Dim outFile As New FileStream("crypt.bin", FileMode.Create)
  outFile.Write(Rijndael.IV, 0, Rijndael.IV.Length) 
  Dim cryptStrm As New CryptoStream(outFile, Transform, CryptoStreamMode.Write) 
  Dim writer As New StreamWriter(cryptStrm) 
  writer.Write(txtSource.Text) 
  writer.Flush() 
  cryptStrm.FlushFinalBlock() 
  writer.Close()

• 要解密数据，CryptoStream 将使用解密器，并且它将使用读取模式而不是写入模式。

非对称加密

非对称加密使用单独的密钥进行加密和解密。解密密钥很难从加密密钥中推导出来。加密密钥是公开的，因此任何人都可以加密消息。但是，解密密钥是私有的，因此只有接收者才能解密消息。通常在网络中设置“密钥对”，以便每个用户都有一个公钥和一个私钥。公钥对所有人可用，以便他们可以发送消息，但私钥仅对拥有它的人可用。

在 .NET 框架中，有一个 RSACryptoServiceProvider 类支持这种类型的加密。此类具有 1024 位的默认密钥大小。因为这种类型的加密不使用流，所以使用起来更加麻烦。您必须以小块加密数据，而不是能够包装 FileStream。这种类型的系统通常用于加密密钥，而不是整个消息。这是因为非对称加密速度慢，并且容易受到“选择明文”攻击。“选择明文”攻击是指当某人可以访问多个加密消息以及明文时，他们选择要加密的明文。关于这种类型系统的速度，对称算法通常快 1000 倍。非对称算法通常也会产生比源文件大得多的加密文件。

结合对称加密和非对称加密

如果我们想要两种类型的加密算法的优点，一般的想法是创建一个随机对称密钥来加密数据，然后使用非对称方式加密该密钥。非对称加密密钥后，我们将其添加到加密的消息中。接收者获取密钥，使用他们的私钥解密它，并使用它来解密消息。

示例

• 声明该类的一个新实例

  Private RSA As New RSACryptoServiceProvider()

• 创建密钥

  Dim keyFile As New FileStream("key.bin", FileMode.CreateNew)
  Dim writer As New StreamWriter(keyFile)
  writer.Write(RSA.ToXmlString(True))
  writer.Flush()
  keyFile.Close()

• 加密

  Dim outFile As New FileStream("crypt.bin", FileMode.Create)
  Dim Rijndael As New RijndaelManaged()
  Dim EncryptedKey() As Byte = RSA.Encrypt(Rijndael.Key, False)
  Dim EncryptedIV() As Byte = RSA.Encrypt(Rijndael.IV, False)
  outFile.Write(EncryptedKey, 0, EncryptedKey.Length)
  outFile.Write(EncryptedIV, 0, EncryptedIV.Length)
  Dim Transform As ICryptoTransform = Rijndael.CreateEncryptor()
  Dim cryptStrm As New CryptoStream(outFile, Transform, CryptoStreamMode.Write)
  Dim writer As New StreamWriter(cryptStrm)
  writer.Write(txtSource.Text)
  writer.Flush()
  cryptStrm.FlushFinalBlock()
  writer.Close()

结论

密码学是一个非常强大的领域。本文试图指出将不同系统组合成一个系统的优势。在当前的密码学状态下，密钥是保持数据安全的最重要工具。保持私钥的安全性和足够大将使得破解加密系统非常困难。

资源

• “应用密码学”，Bruce Schneier。
• “Visual Basic .NET Programmers Cookbook”，Matthew MacDonald。