데이터 암호화
대칭 암호화와 비대칭 암호화는 서로 다른 프로세스를 사용하여 수행됩니다. 대칭 암호화는 스트림에서 수행되므로 많은 양의 데이터를 암호화하는 데 유용합니다. 비대칭 암호화는 적은 수의 바이트에서 수행되므로 적은 양의 데이터에만 유용합니다.
대칭 암호화
관리되는 대칭 암호화 클래스는 읽은 데이터를 스트림으로 암호화하는 CryptoStream 이라는 특수 스트림 클래스와 함께 사용됩니다. CryptoStream 클래스는 관리되는 스트림 클래스, 암호화 알고리즘을 구현하는 클래스에서 만든 ICryptoTransform () 인터페이스를 구현하는 클래스 및 CryptoStreamMode CryptoStream 에 허용되는 액세스 형식을 설명하는열거형을 사용하여 초기화됩니다. , 및 Stream 을 포함하여 FileStream클래스에서 파생되는 클래스를 사용하여 MemoryStreamCryptoStream NetworkStream클래스를 초기화할 수 있습니다. 이러한 클래스를 사용하여 다양한 스트림 개체에 대해 대칭 암호화를 수행할 수 있습니다.
다음 예에서는 Aes 알고리즘에 대한 기본 구현 클래스의 새 인스턴스를 만드는 방법을 보여 줍니다. 인스턴스는 CryptoStream 클래스에서 암호화를 수행하는 데 사용됩니다. 이 예제에서 CryptoStream 은 임의 형식의 관리되는 스트림일 수 있는 fileStream 이라는 스트림 개체를 사용하여 초기화됩니다. Aes 클래스의 CreateEncryptor 메서드에는 암호화에 사용되는 키와 IV가 전달됩니다. 이 경우 aes 에서 생성되는 기본 키 및 IV가 사용됩니다.
Dim aes As Aes = Aes.Create()
Dim cryptStream As New CryptoStream(
fileStream, aes.CreateEncryptor(key, iv), CryptoStreamMode.Write)
Aes aes = Aes.Create();
CryptoStream cryptStream = new CryptoStream(
fileStream, aes.CreateEncryptor(key, iv), CryptoStreamMode.Write);
이 코드가 실행된 후 CryptoStream 개체에 기록된 모든 데이터는 AES 알고리즘을 사용하여 암호화됩니다.
다음 예제에서는 스트림을 만들고, 스트림을 암호화하고, 스트림에 쓰고, 스트림을 닫는 전체 프로세스를 보여 줍니다. 이 예에서는 CryptoStream 클래스와 Aes 클래스를 사용하여 암호화된 파일 스트림을 만듭니다. 생성된 IV는 FileStream의 시작 부분에 기록되므로 읽고 해독에 사용할 수 있습니다. 그런 다음 StreamWriter 클래스를 사용하여 암호화된 스트림에 메시지가 기록됩니다. 동일한 키를 여러 번 사용하여 데이터를 암호화하고 해독할 수 있지만 매번 새로운 임의 IV를 생성하는 것이 좋습니다. 이렇게 하면 일반 텍스트가 동일하더라도 암호화된 데이터는 항상 다릅니다.
using System.Security.Cryptography;
try
{
using (FileStream fileStream = new("TestData.txt", FileMode.OpenOrCreate))
{
using (Aes aes = Aes.Create())
{
byte[] key =
{
0x01, 0x02, 0x03, 0x04, 0x05, 0x06, 0x07, 0x08,
0x09, 0x10, 0x11, 0x12, 0x13, 0x14, 0x15, 0x16
};
aes.Key = key;
byte[] iv = aes.IV;
fileStream.Write(iv, 0, iv.Length);
using (CryptoStream cryptoStream = new(
fileStream,
aes.CreateEncryptor(),
CryptoStreamMode.Write))
{
// By default, the StreamWriter uses UTF-8 encoding.
// To change the text encoding, pass the desired encoding as the second parameter.
// For example, new StreamWriter(cryptoStream, Encoding.Unicode).
using (StreamWriter encryptWriter = new(cryptoStream))
{
encryptWriter.WriteLine("Hello World!");
}
}
}
}
Console.WriteLine("The file was encrypted.");
}
catch (Exception ex)
{
Console.WriteLine($"The encryption failed. {ex}");
}
Imports System
Imports System.IO
Imports System.Security.Cryptography
Module Module1
Sub Main()
Try
' Create a file stream
Using fileStream As New FileStream("TestData.txt", FileMode.OpenOrCreate)
' Create a new instance of the default Aes implementation class
' and configure encryption key.
Using aes As Aes = Aes.Create()
'Encryption key used to encrypt the stream.
'The same value must be used to encrypt and decrypt the stream.
Dim key As Byte() = {
&H1, &H2, &H3, &H4, &H5, &H6, &H7, &H8,
&H9, &H10, &H11, &H12, &H13, &H14, &H15, &H16
}
aes.Key = key
' Stores IV at the beginning of the file.
' This information will be used for decryption.
Dim iv As Byte() = aes.IV
fileStream.Write(iv, 0, iv.Length)
' Create a CryptoStream, pass it the FileStream, and encrypt
' it with the Aes class.
Using cryptoStream As New CryptoStream(fileStream, aes.CreateEncryptor(), CryptoStreamMode.Write)
' By default, the StreamWriter uses UTF-8 encoding.
' To change the text encoding, pass the desired encoding as the second parameter.
' For example, New StreamWriter(cryptoStream, Encoding.Unicode).
Using sWriter As New StreamWriter(cryptoStream)
'Write to the stream.
sWriter.WriteLine("Hello World!")
End Using
End Using
End Using
End Using
'Inform the user that the message was written
'to the stream.
Console.WriteLine("The text was encrypted.")
Catch
'Inform the user that an exception was raised.
Console.WriteLine("The encryption failed.")
Throw
End Try
End Sub
End Module
이 코드는 AES 대칭 알고리즘을 사용하여 스트림을 암호화하고 IV를 쓴 다음 암호화된 "Hello World!"를 스트림에 씁니다. 코드가 성공하면 TestData.txt라는 암호화된 파일이 만들어지고 다음 텍스트가 콘솔에 표시됩니다.
The file was encrypted.
데이터 암호 해독의 대칭 암호 해독 예를 사용하여 파일을 암호 해독할 수 있습니다. 해당 예와 이 예는 동일한 키를 지정합니다.
그러나 예외가 발생하면 코드는 콘솔에 다음 텍스트를 표시합니다.
The encryption failed.
비대칭 암호화
비대칭 알고리즘은 일반적으로 대칭 키 및 IV의 암호화와 같은 적은 양의 데이터를 암호화하는 데 사용됩니다. 일반적으로 비대칭 암호화를 수행하는 개인은 다른 당사자가 생성한 공개 키를 사용합니다. 이 목적을 위해 .NET에서는 RSA 클래스를 제공합니다.
다음 예제에서는 공개 키 정보를 사용하여 대칭 키 및 IV를 암호화합니다. 타사의 공개 키를 나타내는 2바이트 배열이 초기화됩니다. RSAParameters 개체는 이러한 값으로 초기화됩니다. 다음으로, RSA.ImportParameters 메서드를 사용하여 RSAParameters 개체(이 개체가 나타내는 공개 키와 함께)를 RSA 인스턴스로 가져옵니다. 끝으로, Aes 클래스에서 만든 프라이빗 키 및 IV가 암호화됩니다. 이 예제에서는 시스템에 128비트 암호화가 설치되어 있어야 합니다.
Imports System
Imports System.Security.Cryptography
Module Module1
Sub Main()
'Initialize the byte arrays to the public key information.
Dim modulus As Byte() = {214, 46, 220, 83, 160, 73, 40, 39, 201, 155, 19, 202, 3, 11, 191, 178, 56, 74, 90, 36, 248, 103, 18, 144, 170, 163, 145, 87, 54, 61, 34, 220, 222, 207, 137, 149, 173, 14, 92, 120, 206, 222, 158, 28, 40, 24, 30, 16, 175, 108, 128, 35, 230, 118, 40, 121, 113, 125, 216, 130, 11, 24, 90, 48, 194, 240, 105, 44, 76, 34, 57, 249, 228, 125, 80, 38, 9, 136, 29, 117, 207, 139, 168, 181, 85, 137, 126, 10, 126, 242, 120, 247, 121, 8, 100, 12, 201, 171, 38, 226, 193, 180, 190, 117, 177, 87, 143, 242, 213, 11, 44, 180, 113, 93, 106, 99, 179, 68, 175, 211, 164, 116, 64, 148, 226, 254, 172, 147}
Dim exponent As Byte() = {1, 0, 1}
'Create values to store encrypted symmetric keys.
Dim encryptedSymmetricKey() As Byte
Dim encryptedSymmetricIV() As Byte
'Create a new instance of the default RSA implementation class.
Dim rsa As RSA = RSA.Create()
'Create a new instance of the RSAParameters structure.
Dim rsaKeyInfo As New RSAParameters()
'Set rsaKeyInfo to the public key values.
rsaKeyInfo.Modulus = modulus
rsaKeyInfo.Exponent = exponent
'Import key parameters into rsa
rsa.ImportParameters(rsaKeyInfo)
'Create a new instance of the default Aes implementation class.
Dim aes As Aes = Aes.Create()
'Encrypt the symmetric key and IV.
encryptedSymmetricKey = rsa.Encrypt(aes.Key, RSAEncryptionPadding.Pkcs1)
encryptedSymmetricIV = rsa.Encrypt(aes.IV, RSAEncryptionPadding.Pkcs1)
End Sub
End Module
using System;
using System.Security.Cryptography;
class Class1
{
static void Main()
{
//Initialize the byte arrays to the public key information.
byte[] modulus =
{
214,46,220,83,160,73,40,39,201,155,19,202,3,11,191,178,56,
74,90,36,248,103,18,144,170,163,145,87,54,61,34,220,222,
207,137,149,173,14,92,120,206,222,158,28,40,24,30,16,175,
108,128,35,230,118,40,121,113,125,216,130,11,24,90,48,194,
240,105,44,76,34,57,249,228,125,80,38,9,136,29,117,207,139,
168,181,85,137,126,10,126,242,120,247,121,8,100,12,201,171,
38,226,193,180,190,117,177,87,143,242,213,11,44,180,113,93,
106,99,179,68,175,211,164,116,64,148,226,254,172,147
};
byte[] exponent = { 1, 0, 1 };
//Create values to store encrypted symmetric keys.
byte[] encryptedSymmetricKey;
byte[] encryptedSymmetricIV;
//Create a new instance of the RSA class.
RSA rsa = RSA.Create();
//Create a new instance of the RSAParameters structure.
RSAParameters rsaKeyInfo = new RSAParameters();
//Set rsaKeyInfo to the public key values.
rsaKeyInfo.Modulus = modulus;
rsaKeyInfo.Exponent = exponent;
//Import key parameters into rsa.
rsa.ImportParameters(rsaKeyInfo);
//Create a new instance of the default Aes implementation class.
Aes aes = Aes.Create();
//Encrypt the symmetric key and IV.
encryptedSymmetricKey = rsa.Encrypt(aes.Key, RSAEncryptionPadding.Pkcs1);
encryptedSymmetricIV = rsa.Encrypt(aes.IV, RSAEncryptionPadding.Pkcs1);
}
}
참고 항목
.NET