Chiffrer des éléments XML avec des clés asymétriques

Article
06/03/2023

Vous pouvez utiliser les classes de l'espace de noms System.Security.Cryptography.Xml pour chiffrer un élément d'un document XML. Le chiffrement XML est une méthode normalisée qui permet d'échanger et de stocker des données XML chiffrées sans que celles-ci ne puissent être lues facilement. Pour plus d’informations sur la norme de chiffrement XML, consultez la spécification W3C (World Wide Web Consortium) relative au chiffrement XML à l’adresse https://www.w3.org/TR/xmldsig-core/.

Vous pouvez utiliser le chiffrement XML pour remplacer tout document ou tout élément XML comportant un élément <EncryptedData> qui contient les données XML chiffrées. L’élément <EncryptedData> peut également contenir des sous-éléments qui incluent des informations sur les clés et les processus utilisés pendant le chiffrement. Le chiffrement XML permet à un document de contenir plusieurs éléments chiffrés et permet à un élément d'être chiffré plusieurs fois. L’exemple de code de cette procédure montre comment créer un élément <EncryptedData> avec plusieurs sous-éléments que vous pouvez utiliser ultérieurement pendant le déchiffrement.

Cet exemple chiffre un élément XML à l'aide de deux clés. Il génère une paire de clés publique/privée RSA et l'enregistre dans un conteneur de clé sécurisé. L’exemple crée ensuite une autre clé de session à l’aide de l’algorithme AES (Advanced Encryption Standard). L'exemple utilise la clé de session AES pour chiffrer le document XML, puis utilise la clé publique RSA pour chiffrer la clé de session AES. Enfin, l’exemple enregistre la clé de session AES chiffrée et les données XML chiffrées dans le document XML au sein d’un nouvel élément <EncryptedData>.

Pour déchiffrer l'élément XML, vous devez récupérer la clé privée RSA du conteneur de clé, l'utiliser pour déchiffrer la clé de session et ensuite utiliser la clé de session pour déchiffrer le document. Pour plus d’informations sur le déchiffrement d’un élément XML chiffré à l’aide de cette procédure, consultez Comment : déchiffrer des éléments XML avec des clés asymétriques.

Cet exemple convient quand plusieurs applications doivent partager des données chiffrées ou quand une application doit enregistrer des données chiffrées entre chaque exécution.

Pour chiffrer un élément XML avec une clé asymétrique

Créez un objet CspParameters et spécifiez le nom du conteneur de clé.

CspParameters cspParams = new CspParameters();
cspParams.KeyContainerName = "XML_ENC_RSA_KEY";

Dim cspParams As New CspParameters()
cspParams.KeyContainerName = "XML_ENC_RSA_KEY"

Générez une clé asymétrique à l'aide de la classe RSACryptoServiceProvider. La clé est automatiquement enregistrée dans le conteneur de clé quand vous passez l'objet CspParameters au constructeur de la classe RSACryptoServiceProvider. Cette clé sera utilisée pour chiffrer la clé de session AES et peut être récupérée ultérieurement pour la déchiffrer.
```
RSACryptoServiceProvider rsaKey = new RSACryptoServiceProvider(cspParams);
```
```
Dim rsaKey As New RSACryptoServiceProvider(cspParams)
```

Créez un objet XmlDocument en chargeant un fichier XML à partir du disque. L'objet XmlDocument contient l'élément XML à chiffrer.

// Create an XmlDocument object.
XmlDocument xmlDoc = new XmlDocument();

// Load an XML file into the XmlDocument object.
try
{
    xmlDoc.PreserveWhitespace = true;
    xmlDoc.Load("test.xml");
}
catch (Exception e)
{
    Console.WriteLine(e.Message);
}

' Create an XmlDocument object.
Dim xmlDoc As New XmlDocument()

' Load an XML file into the XmlDocument object.
Try
    xmlDoc.PreserveWhitespace = True
    xmlDoc.Load("test.xml")
Catch e As Exception
    Console.WriteLine(e.Message)
End Try

Recherchez l'élément spécifié dans l'objet XmlDocument, puis créez un objet XmlElement pour représenter l'élément que vous voulez chiffrer. Dans cet exemple, l'élément "creditcard" est chiffré.

XmlElement? elementToEncrypt = Doc.GetElementsByTagName(ElementToEncrypt)[0] as XmlElement;

// Throw an XmlException if the element was not found.
if (elementToEncrypt == null)
{
    throw new XmlException("The specified element was not found");
}

Dim elementToEncrypt As XmlElement = Doc.GetElementsByTagName(EncryptionElement)(0)

' Throw an XmlException if the element was not found.
If elementToEncrypt Is Nothing Then
    Throw New XmlException("The specified element was not found")
End If

Créez une clé de session en utilisant la classe Aes. Cette clé chiffrera l'élément XML, puis sera chiffrée et placée dans le document XML.
```
// Create an AES key.
sessionKey = Aes.Create();
```
```
' Create an AES key.
sessionKey = Aes.Create()
```

Créez une instance de la classe EncryptedXml et utilisez-la pour chiffrer l'élément spécifié à l'aide de la clé de session. La méthode EncryptData retourne l'élément chiffré en tant que tableau d'octets chiffrés.

EncryptedXml eXml = new EncryptedXml();

byte[] encryptedElement = eXml.EncryptData(elementToEncrypt, sessionKey, false);

Dim eXml As New EncryptedXml()

Dim encryptedElement As Byte() = eXml.EncryptData(elementToEncrypt, sessionKey, False)

Créez un objet EncryptedData et ajoutez-lui l'identificateur d'URL de l'élément XML chiffré. Cet identificateur d'URL informe la partie chargée du déchiffrement que le code XML contient un élément chiffré. Vous pouvez utiliser le champ XmlEncElementUrl pour spécifier l'identificateur d'URL. L’élément XML en texte brut sera remplacé par un élément <EncryptedData> encapsulé par cet objet EncryptedData.
```
EncryptedData edElement = new EncryptedData();
edElement.Type = EncryptedXml.XmlEncElementUrl;
edElement.Id = EncryptionElementID;
```
```
Dim edElement As New EncryptedData()
edElement.Type = EncryptedXml.XmlEncElementUrl
edElement.Id = EncryptionElementID
```
Créez un objet EncryptionMethod qui sera initialisé vers l'identificateur d'URL de l'algorithme de chiffrement utilisé pour générer la clé de session. Passez l'objet EncryptionMethod à la propriété EncryptionMethod.
```
edElement.EncryptionMethod = new EncryptionMethod(EncryptedXml.XmlEncAES256Url);
```
```
edElement.EncryptionMethod = New EncryptionMethod(EncryptedXml.XmlEncAES256Url)
```

Créez un objet EncryptedKey devant contenir la clé de session chiffrée. Chiffrez la clé de session, ajoutez-la à l'objet EncryptedKey, puis entrez un nom de clé de session et une URL de d'identificateur de clé.

EncryptedKey ek = new EncryptedKey();

byte[] encryptedKey = EncryptedXml.EncryptKey(sessionKey.Key, Alg, false);

ek.CipherData = new CipherData(encryptedKey);

ek.EncryptionMethod = new EncryptionMethod(EncryptedXml.XmlEncRSA15Url);

Dim ek As New EncryptedKey()

Dim encryptedKey As Byte() = EncryptedXml.EncryptKey(sessionKey.Key, Alg, False)

ek.CipherData = New CipherData(encryptedKey)

ek.EncryptionMethod = New EncryptionMethod(EncryptedXml.XmlEncRSA15Url)

Créez un objet DataReference qui mappe les données chiffrées à une clé de session particulière. Cette étape facultative vous permet de spécifier facilement que plusieurs parties d'un document XML ont été chiffrées par une même clé.

DataReference dRef = new DataReference();

// Specify the EncryptedData URI.
dRef.Uri = "#" + EncryptionElementID;

// Add the DataReference to the EncryptedKey.
ek.AddReference(dRef);

Dim dRef As New DataReference()

' Specify the EncryptedData URI.
dRef.Uri = "#" + EncryptionElementID

' Add the DataReference to the EncryptedKey.
ek.AddReference(dRef)

Ajoutez la clé chiffrée pour l'objet EncryptedData.

edElement.KeyInfo.AddClause(new KeyInfoEncryptedKey(ek));

edElement.KeyInfo.AddClause(New KeyInfoEncryptedKey(ek))

Créez un objet KeyInfo pour spécifier le nom de la clé RSA. Ajoutez-le à l'objet EncryptedData. Cela permet à la partie chargée du déchiffrement de trouver la clé asymétrique à utiliser pour le déchiffrement de la clé de session.


// Create a new KeyInfoName element.
KeyInfoName kin = new KeyInfoName();

// Specify a name for the key.
kin.Value = KeyName;

// Add the KeyInfoName element to the
// EncryptedKey object.
ek.KeyInfo.AddClause(kin);

' Create a new KeyInfoName element.
Dim kin As New KeyInfoName()

' Specify a name for the key.
kin.Value = KeyName

' Add the KeyInfoName element to the
' EncryptedKey object.
ek.KeyInfo.AddClause(kin)

Ajoutez les données d'élément chiffrées à l'objet EncryptedData.

edElement.CipherData.CipherValue = encryptedElement;

edElement.CipherData.CipherValue = encryptedElement

Remplacez l'élément de l'objet XmlDocument d'origine par l'élément EncryptedData.

EncryptedXml.ReplaceElement(elementToEncrypt, edElement, false);

EncryptedXml.ReplaceElement(elementToEncrypt, edElement, False)

Enregistrez l'objet XmlDocument.

xmlDoc.Save("test.xml");

xmlDoc.Save("test.xml")

Exemple

Cet exemple suppose qu'un fichier nommé "test.xml" se trouve dans le même répertoire que le programme compilé. Il suppose également que "test.xml" contient un élément "creditcard". Vous pouvez placer le code XML suivant dans un fichier appelé test.xml et l'utiliser avec cet exemple.

<root>  
    <creditcard>  
        <number>19834209</number>  
        <expiry>02/02/2002</expiry>  
    </creditcard>  
</root>


using System;
using System.Xml;
using System.Security.Cryptography;
using System.Security.Cryptography.Xml;
using System.Runtime.Versioning;

[SupportedOSPlatform("windows")]
class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        // Create an XmlDocument object.
        XmlDocument xmlDoc = new XmlDocument();

        // Load an XML file into the XmlDocument object.
        try
        {
            xmlDoc.PreserveWhitespace = true;
            xmlDoc.Load("test.xml");
        }
        catch (Exception e)
        {
            Console.WriteLine(e.Message);
        }

        // Create a new CspParameters object to specify
        // a key container.
        CspParameters cspParams = new CspParameters();
        cspParams.KeyContainerName = "XML_ENC_RSA_KEY";

        // Create a new RSA key and save it in the container.  This key will encrypt
        // a symmetric key, which will then be encrypted in the XML document.
        RSACryptoServiceProvider rsaKey = new RSACryptoServiceProvider(cspParams);

        try
        {
            // Encrypt the "creditcard" element.
            Encrypt(xmlDoc, "creditcard", "EncryptedElement1", rsaKey, "rsaKey");

            // Save the XML document.
            xmlDoc.Save("test.xml");

            // Display the encrypted XML to the console.
            Console.WriteLine("Encrypted XML:");
            Console.WriteLine();
            Console.WriteLine(xmlDoc.OuterXml);
            Decrypt(xmlDoc, rsaKey, "rsaKey");
            xmlDoc.Save("test.xml");
            // Display the encrypted XML to the console.
            Console.WriteLine();
            Console.WriteLine("Decrypted XML:");
            Console.WriteLine();
            Console.WriteLine(xmlDoc.OuterXml);
        }
        catch (Exception e)
        {
            Console.WriteLine(e.Message);
        }
        finally
        {
            // Clear the RSA key.
            rsaKey.Clear();
        }

        Console.ReadLine();
    }

    public static void Encrypt(XmlDocument Doc, string ElementToEncrypt, string EncryptionElementID, RSA Alg, string KeyName)
    {
        // Check the arguments.
        if (Doc == null)
            throw new ArgumentNullException("Doc");
        if (ElementToEncrypt == null)
            throw new ArgumentNullException("ElementToEncrypt");
        if (EncryptionElementID == null)
            throw new ArgumentNullException("EncryptionElementID");
        if (Alg == null)
            throw new ArgumentNullException("Alg");
        if (KeyName == null)
            throw new ArgumentNullException("KeyName");

        ////////////////////////////////////////////////
        // Find the specified element in the XmlDocument
        // object and create a new XmlElement object.
        ////////////////////////////////////////////////
        XmlElement? elementToEncrypt = Doc.GetElementsByTagName(ElementToEncrypt)[0] as XmlElement;

        // Throw an XmlException if the element was not found.
        if (elementToEncrypt == null)
        {
            throw new XmlException("The specified element was not found");
        }
        Aes? sessionKey = null;

        try
        {
            //////////////////////////////////////////////////
            // Create a new instance of the EncryptedXml class
            // and use it to encrypt the XmlElement with the
            // a new random symmetric key.
            //////////////////////////////////////////////////

            // Create an AES key.
            sessionKey = Aes.Create();

            EncryptedXml eXml = new EncryptedXml();

            byte[] encryptedElement = eXml.EncryptData(elementToEncrypt, sessionKey, false);
            ////////////////////////////////////////////////
            // Construct an EncryptedData object and populate
            // it with the desired encryption information.
            ////////////////////////////////////////////////

            EncryptedData edElement = new EncryptedData();
            edElement.Type = EncryptedXml.XmlEncElementUrl;
            edElement.Id = EncryptionElementID;
            // Create an EncryptionMethod element so that the
            // receiver knows which algorithm to use for decryption.

            edElement.EncryptionMethod = new EncryptionMethod(EncryptedXml.XmlEncAES256Url);
            // Encrypt the session key and add it to an EncryptedKey element.
            EncryptedKey ek = new EncryptedKey();

            byte[] encryptedKey = EncryptedXml.EncryptKey(sessionKey.Key, Alg, false);

            ek.CipherData = new CipherData(encryptedKey);

            ek.EncryptionMethod = new EncryptionMethod(EncryptedXml.XmlEncRSA15Url);

            // Create a new DataReference element
            // for the KeyInfo element.  This optional
            // element specifies which EncryptedData
            // uses this key.  An XML document can have
            // multiple EncryptedData elements that use
            // different keys.
            DataReference dRef = new DataReference();

            // Specify the EncryptedData URI.
            dRef.Uri = "#" + EncryptionElementID;

            // Add the DataReference to the EncryptedKey.
            ek.AddReference(dRef);
            // Add the encrypted key to the
            // EncryptedData object.

            edElement.KeyInfo.AddClause(new KeyInfoEncryptedKey(ek));
            // Set the KeyInfo element to specify the
            // name of the RSA key.


            // Create a new KeyInfoName element.
            KeyInfoName kin = new KeyInfoName();

            // Specify a name for the key.
            kin.Value = KeyName;

            // Add the KeyInfoName element to the
            // EncryptedKey object.
            ek.KeyInfo.AddClause(kin);
            // Add the encrypted element data to the
            // EncryptedData object.
            edElement.CipherData.CipherValue = encryptedElement;
            ////////////////////////////////////////////////////
            // Replace the element from the original XmlDocument
            // object with the EncryptedData element.
            ////////////////////////////////////////////////////
            EncryptedXml.ReplaceElement(elementToEncrypt, edElement, false);
        }
        finally
        {
            sessionKey?.Clear();
        }
    }

    public static void Decrypt(XmlDocument Doc, RSA Alg, string KeyName)
    {
        // Check the arguments.
        if (Doc == null)
            throw new ArgumentNullException("Doc");
        if (Alg == null)
            throw new ArgumentNullException("Alg");
        if (KeyName == null)
            throw new ArgumentNullException("KeyName");

        // Create a new EncryptedXml object.
        EncryptedXml exml = new EncryptedXml(Doc);

        // Add a key-name mapping.
        // This method can only decrypt documents
        // that present the specified key name.
        exml.AddKeyNameMapping(KeyName, Alg);

        // Decrypt the element.
        exml.DecryptDocument();
    }
}

Imports System.Xml
Imports System.Security.Cryptography
Imports System.Security.Cryptography.Xml

Class Program

    Shared Sub Main(ByVal args() As String)
        ' Create an XmlDocument object.
        Dim xmlDoc As New XmlDocument()

        ' Load an XML file into the XmlDocument object.
        Try
            xmlDoc.PreserveWhitespace = True
            xmlDoc.Load("test.xml")
        Catch e As Exception
            Console.WriteLine(e.Message)
        End Try
        ' Create a new CspParameters object to specify
        ' a key container.
        Dim cspParams As New CspParameters()
        cspParams.KeyContainerName = "XML_ENC_RSA_KEY"
        ' Create a new RSA key and save it in the container.  This key will encrypt
        ' a symmetric key, which will then be encrypted in the XML document.
        Dim rsaKey As New RSACryptoServiceProvider(cspParams)
        Try
            ' Encrypt the "creditcard" element.
            Encrypt(xmlDoc, "creditcard", "EncryptedElement1", rsaKey, "rsaKey")


            ' Save the XML document.
            xmlDoc.Save("test.xml")
            ' Display the encrypted XML to the console.
            Console.WriteLine("Encrypted XML:")
            Console.WriteLine()
            Console.WriteLine(xmlDoc.OuterXml)
            Decrypt(xmlDoc, rsaKey, "rsaKey")
            xmlDoc.Save("test.xml")
            ' Display the encrypted XML to the console.
            Console.WriteLine()
            Console.WriteLine("Decrypted XML:")
            Console.WriteLine()
            Console.WriteLine(xmlDoc.OuterXml)

        Catch e As Exception
            Console.WriteLine(e.Message)
        Finally
            ' Clear the RSA key.
            rsaKey.Clear()
        End Try


        Console.ReadLine()

    End Sub


    Public Shared Sub Encrypt(ByVal Doc As XmlDocument, ByVal EncryptionElement As String, ByVal EncryptionElementID As String, ByVal Alg As RSA, ByVal KeyName As String)
        ' Check the arguments.
        ArgumentNullException.ThrowIfNull(Doc)
        ArgumentNullException.ThrowIfNull(EncryptionElement)
        ArgumentNullException.ThrowIfNull(EncryptionElementID)
        ArgumentNullException.ThrowIfNull(Alg)
        ArgumentNullException.ThrowIfNull(KeyName)
        '//////////////////////////////////////////////
        ' Find the specified element in the XmlDocument
        ' object and create a new XmlElement object.
        '//////////////////////////////////////////////
        Dim elementToEncrypt As XmlElement = Doc.GetElementsByTagName(EncryptionElement)(0)

        ' Throw an XmlException if the element was not found.
        If elementToEncrypt Is Nothing Then
            Throw New XmlException("The specified element was not found")
        End If
        Dim sessionKey As Aes = Nothing

        Try
            '////////////////////////////////////////////////
            ' Create a new instance of the EncryptedXml class
            ' and use it to encrypt the XmlElement with the
            ' a new random symmetric key.
            '////////////////////////////////////////////////
            ' Create an AES key.
            sessionKey = Aes.Create()
            Dim eXml As New EncryptedXml()

            Dim encryptedElement As Byte() = eXml.EncryptData(elementToEncrypt, sessionKey, False)
            '//////////////////////////////////////////////
            ' Construct an EncryptedData object and populate
            ' it with the desired encryption information.
            '//////////////////////////////////////////////
            Dim edElement As New EncryptedData()
            edElement.Type = EncryptedXml.XmlEncElementUrl
            edElement.Id = EncryptionElementID
            ' Create an EncryptionMethod element so that the
            ' receiver knows which algorithm to use for decryption.
            edElement.EncryptionMethod = New EncryptionMethod(EncryptedXml.XmlEncAES256Url)
            ' Encrypt the session key and add it to an EncryptedKey element.
            Dim ek As New EncryptedKey()

            Dim encryptedKey As Byte() = EncryptedXml.EncryptKey(sessionKey.Key, Alg, False)

            ek.CipherData = New CipherData(encryptedKey)

            ek.EncryptionMethod = New EncryptionMethod(EncryptedXml.XmlEncRSA15Url)
            ' Create a new DataReference element
            ' for the KeyInfo element.  This optional
            ' element specifies which EncryptedData
            ' uses this key.  An XML document can have
            ' multiple EncryptedData elements that use
            ' different keys.
            Dim dRef As New DataReference()

            ' Specify the EncryptedData URI.
            dRef.Uri = "#" + EncryptionElementID

            ' Add the DataReference to the EncryptedKey.
            ek.AddReference(dRef)
            ' Add the encrypted key to the
            ' EncryptedData object.
            edElement.KeyInfo.AddClause(New KeyInfoEncryptedKey(ek))
            ' Set the KeyInfo element to specify the
            ' name of the RSA key.
            ' Create a new KeyInfoName element.
            Dim kin As New KeyInfoName()

            ' Specify a name for the key.
            kin.Value = KeyName

            ' Add the KeyInfoName element to the
            ' EncryptedKey object.
            ek.KeyInfo.AddClause(kin)
            ' Add the encrypted element data to the
            ' EncryptedData object.
            edElement.CipherData.CipherValue = encryptedElement
            '//////////////////////////////////////////////////
            ' Replace the element from the original XmlDocument
            ' object with the EncryptedData element.
            '//////////////////////////////////////////////////
            EncryptedXml.ReplaceElement(elementToEncrypt, edElement, False)
        Catch e As Exception
            ' re-throw the exception.
            Throw
        Finally
            If Not (sessionKey Is Nothing) Then
                sessionKey.Clear()
            End If
        End Try

    End Sub



    Public Shared Sub Decrypt(ByVal Doc As XmlDocument, ByVal Alg As RSA, ByVal KeyName As String)
        ' Check the arguments.
        ArgumentNullException.ThrowIfNull(Doc)
        ArgumentNullException.ThrowIfNull(Alg)
        ArgumentNullException.ThrowIfNull(KeyName)
        ' Create a new EncryptedXml object.
        Dim exml As New EncryptedXml(Doc)

        ' Add a key-name mapping.
        ' This method can only decrypt documents
        ' that present the specified key name.
        exml.AddKeyNameMapping(KeyName, Alg)

        ' Decrypt the element.
        exml.DecryptDocument()

    End Sub
End Class

Compilation du code

Dans un projet qui cible .NET Framework, incluez une référence à System.Security.dll.
Dans un projet qui cible .NET Core ou .NET 5, installez le package NuGet System.Security.Cryptography.Xml.
Incluez les espaces de noms suivants : System.Xml, System.Security.Cryptography et System.Security.Cryptography.Xml.

Sécurité .NET

Ne stockez jamais une clé de chiffrement symétrique en texte brut et ne transférez jamais une clé symétrique d'un ordinateur à l'autre en texte brut. De plus, la clé privée d'une paire de clés asymétriques ne doit jamais être stockée ni transférée en texte brut. Pour plus d’informations sur les clés de chiffrement symétriques et asymétriques, consultez Génération de clés pour le chiffrement et le déchiffrement.

Conseil

Pour le développement, utilisez le gestionnaire de secrets afin de sécuriser le stockage des secrets. En production, envisagez un produit comme Azure Key Vault.

N'incorporez jamais une clé directement dans votre code source. Les clés incorporées peuvent être lues facilement à partir d’un assembly à l’aide du Désassembleur IL (Ildasm.exe) ou en ouvrant l’assembly dans un éditeur de texte tel que le Bloc-notes.

Quand vous avez terminé d'utiliser une clé de chiffrement, effacez-la de la mémoire en affectant à chaque octet la valeur zéro ou en appelant la méthode Clear de la classe de chiffrement managée. Les clés de chiffrement peuvent parfois être lues à partir de la mémoire par un débogueur ou à partir d'un disque dur si l'emplacement de mémoire est paginé sur le disque.

Chiffrer des éléments XML avec des clés asymétriques

Pour chiffrer un élément XML avec une clé asymétrique

Exemple

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Sécurité .NET

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