如何使用 .NET Core 安全地加/解密文件

前言

由于客户网络安全限制，连接到互联网的设备不能访问内网。需要先从客户端应用中导出数据到文件，再将文件复制到U盘，最后通过内网机器上传数据。如何保证，在复制、传输过程中，文件的安全性？

思路

首先想到的是对文件进行加密。但是文件本身可能非常大，因此只能采取对称加密（AES）。如果将对称加密的密钥存储在客户端的应用里，可能导致密钥泄露。

最好是每次加密都使用不同的AES密钥。现在的关键是，如何将这个随机AES密钥传输给解密方？根据我们在《请收藏！这可能是目前最安全的数据加密传输解决方案》中的思路，我们可以采用RSA公钥加密AES密钥，并将其作为文件的一部分发给解密方。

加密文件将由以下几个部分组成

• 256字节RSA加密后的AES密钥

• 16字节初始化向量

• AES加密的文件数据

解密方首先读取并使用RSA私钥解密出AES密钥，再用AES密钥解密出实际的文件数据。

实现

理清了思路，让我们来看一下实现。首先是加密代码：

(byte[] aesKey, byte[] aesIV) = AesHelper.Create();  
  
using (var origFileStream = File.OpenRead("原始文件"))  
{  
    using (var encryptFileStream = File.Create("加密文件"))  
    {   
        await encryptFileStream.WriteAsync(RSAHelper.Encrypt(aesKey));  
        await encryptFileStream.WriteAsync(aesIV);  
  
        using (var cryptoStream = AesHelper.CreateWriteStream(encryptFileStream, aesKey, aesIV))  
        {  
            await origFileStream.CopyToAsync(cryptoStream);  
        }  
    }  
}  

然后是解密代码：

using (var decryptFileStream = File.OpenRead("解密文件"))  
{  
    using (var encryptFileStream = File.OpenRead("加密文件"))  
    {  
        var aesKeyData = new byte[256];  
        await encryptFileStream.ReadAsync(aesKeyData, 0, aesKeyData.Length);  
        var aesKey = RSAHelper.Decrypt(aesKeyData);  
  
        var aesIVData = new byte[16];  
        await encryptFileStream.ReadAsync(aesIVData, 0, aesIVData.Length);  
        var aesIV = aesIVData;  
  
        using (var cryptoStream = AesHelper.CreateReadStream(encryptFileStream, aesKey, aesIV))  
        {  
            await cryptoStream.CopyToAsync(decryptFileStream);  
        }  
    }  
}  

结论

通过使用RSA+AES，同时保证了密钥和数据的安全性。如果你也碰到了类似需求，不妨试试本文的实现方案。

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