.NET şifreleme modeli
.NET, birçok standart şifreleme algoritmasının uygulamalarını sağlar.
Nesne devralma
.NET şifreleme sistemi türetilmiş sınıf devralma genişletilebilir bir desen uygular. Hiyerarşi aşağıdaki gibidir:
Algoritma türü sınıfı, örneğin SymmetricAlgorithm, , AsymmetricAlgorithmveya HashAlgorithm. Bu düzey soyut.
Bir algoritma türü sınıfından devralan algoritma sınıfı, örneğin, Aes, RSAveya ECDiffieHellman. Bu düzey soyut.
, veya ECDiffieHellmanCnggibi AesManagedRC2CryptoServiceProviderbir algoritma sınıfından devralan bir algoritma sınıfının uygulanması. Bu düzey tam olarak uygulanır.
Türetilmiş sınıfların bu deseni, yeni bir algoritma veya var olan bir algoritmanın yeni bir uygulamasını eklemenize olanak tanır. Örneğin, yeni bir ortak anahtar algoritması oluşturmak için sınıfından AsymmetricAlgorithm devralırsınız. Belirli bir algoritmanın yeni bir uygulamasını oluşturmak için bu algoritmanın soyut olmayan türetilmiş bir sınıfını oluşturursunuz.
Bundan sonra, bu devralma modeli veya Shake128gibi AesGcm yeni temel öğe türleri için kullanılmaz. Bu algoritmalar şeklindedir sealed
. Bu türler üzerinde genişletilebilirlik deseni veya soyutlama gerekiyorsa, soyutlamanın uygulanması geliştiricinin sorumluluğundadır.
Tek seferlik API'ler
.NET 5'den başlayarak karma oluşturma ve HMAC için daha basit API'ler kullanıma sunulmuştur. Biraz daha az esnek olsa da, bu tek seferlik API'ler:
- Kullanımı daha kolay (ve kötüye kullanıma daha az eğilimli)
- Ayırmaları azaltma veya ayırma gerektirmemesi
- İş parçacığı güvenli mi?
- Platform için kullanılabilir en iyi uygulamayı kullanma
Karma oluşturma ve HMAC temel bilgileri, türündeki statik HashData
bir yöntem aracılığıyla tek seferlik bir API'yi kullanıma sunar, örneğin SHA256.HashData. Statik API'ler yerleşik genişletilebilirlik mekanizması sunmaz. Kendi algoritmalarınızı uyguluyorsanız, algoritmanın benzer statik API'lerini de sunmanız önerilir.
sınıfı RandomNumberGenerator , şifreleme rastgele verileriyle arabellek oluşturmak veya doldurmak için statik yöntemler de sunar. Bu yöntemler her zaman sistemin kriptografik olarak güvenli pseudorandom sayı oluşturucusunu (CSPRNG) kullanır.
Algoritmalar .NET'te nasıl uygulanır?
Bir algoritma için kullanılabilen farklı uygulamalara örnek olarak simetrik algoritmaları göz önünde bulundurun. Tüm simetrik algoritmaların SymmetricAlgorithmtemeli , ve artık önerilmemiş diğerleri tarafından AesTripleDESdevralınandır.
Aes, AesCngve AesManagedtarafından AesCryptoServiceProviderdevralınır.
Windows üzerinde .NET Framework'te:
*CryptoServiceProvider
gibi AesCryptoServiceProvideralgoritma sınıfları, bir algoritmanın Windows Şifreleme API'sinin (CAPI) uygulamasının etrafındaki sarmalayıcılardır.*Cng
gibi ECDiffieHellmanCngalgoritma sınıfları, Windows Cryptography Next Generation (CNG) uygulamasının etrafındaki sarmalayıcılardır.*Managed
gibi AesManagedsınıflar tamamen yönetilen kodda yazılır.*Managed
uygulamaları Federal Bilgi İşleme Standartları (FIPS) tarafından onaylanmamıştır ve ve*Cng
sarmalayıcı sınıflarından daha*CryptoServiceProvider
yavaş olabilir.
.NET Core ve .NET 5 ve sonraki sürümlerinde, tüm uygulama sınıfları (*CryptoServiceProvider
, *Managed
ve *Cng
) işletim sistemi (OS) algoritmaları için sarmalayıcılardır. İşletim sistemi algoritmaları FIPS sertifikalıysa, .NET FIPS sertifikalı algoritmalar kullanır. Daha fazla bilgi için bkz . Platformlar Arası Şifreleme.
Çoğu durumda, gibi AesCryptoServiceProvider
bir algoritma uygulama sınıfına doğrudan başvurmanız gerekmez. Normalde ihtiyacınız olan yöntemler ve özellikler gibi Aes
temel algoritma sınıfındadır. Temel algoritma sınıfında bir fabrika yöntemi kullanarak varsayılan uygulama sınıfının bir örneğini oluşturun ve temel algoritma sınıfına başvurun. Örneğin, aşağıdaki örnekte vurgulanan kod satırına bakın:
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
Algoritma seçme
Algoritmayı farklı nedenlerle seçebilirsiniz: örneğin, veri bütünlüğü, veri gizliliği veya bir anahtar oluşturmak için. Simetrik ve karma algoritmalar, bütünlük nedenleriyle (değişiklikten koruma) veya gizlilik nedenleriyle (görüntülemeye karşı koruma) verileri korumaya yöneliktir. Karma algoritmalar öncelikle veri bütünlüğü için kullanılır.
Uygulamaya göre önerilen algoritmaların listesi aşağıdadır:
- Veri gizliliği:
- Veri bütünlüğü:
- Dijital imza:
- Anahtar değişimi:
- Rastgele sayı oluşturma:
- Paroladan anahtar oluşturma: