c# - 使用 AES 在 C# 中安全传输文件

Question

我正在尝试读取服务器上的文件(以 5KB 为单位)，使用 AES 加密该 block 并将其发送到客户端。在客户端，我解密接收到的 block ，并附加到文件以取回原始文件。

但是，我在客户端收到的解密 block 大小与在服务器上加密的明文 block 不同。

例如我有一个 15.5 KB 的 exe 文件，所以我有 15.5*1024/5*1024 = 4 个 block (整数)来加密并发送给客户端(前 3 个 block 的长度为 5120 字节，最后一个 block 的长度为 512 字节)。然而，在客户端上，解密的 block 大小为 5057、4970、5016 和 512 字节，相当于 15.1 KB 的文件大小(小于服务器实际发送的大小)。

这是我的代码片段:

服务器(发送文件给客户端):

FileStream fs = new FileStream("lcd.exe", FileMode.Open, FileAccess.Read);

        //block size = 5KB
        int blockSize = 5 * 1024;

        //calculate number of blocks in data
        long numberOfBlocks = fs.Length / blockSize;

        if (fs.Length % blockSize != 0) numberOfBlocks++;

        byte[] numberOfBlocksBytes = BitConverter.GetBytes(numberOfBlocks);

        //send number of blocks to client
        SendMessage(sw, numberOfBlocksBytes);

        int count = 0, offset = 0, numberOfBytesToRead=0;

        Aes objAes = new Aes();

        while (count < numberOfBlocks)
        {
            byte[] buffer;

            numberOfBytesToRead = blockSize;

            if (fs.Length < offset + blockSize)
            {
                numberOfBytesToRead = (int)(fs.Length - offset);

            }

                buffer = new byte[numberOfBytesToRead];

                fs.Read(buffer, 0, numberOfBytesToRead);

            //encrypt before sending
            byte[] encryptedBuffer = objAes.Encrypt(buffer, Encoding.Default.GetBytes(sessionKey), initVector);

            SendMessage(sw, encryptedBuffer);

            offset += numberOfBytesToRead;

            count++;

        }

        fs.Close();

接收文件的客户端代码:

byte[] numberOfBlocksBytes = ReadMessage(sr);

        long numberOfBlocks = BitConverter.ToInt64(numberOfBlocksBytes, 0);

        FileStream fs = new FileStream("lcd.exe", FileMode.Append, FileAccess.Write);

        //block size = 5KB
        int blockSize = 5 * 1024;

        Aes objAes = new Aes();

        int count = 0, offset = 0;

        while (count < numberOfBlocks)
        {

            byte[] encryptedBuffer = ReadMessage(sr);

            byte[] buffer = objAes.Decrypt(encryptedBuffer, sessionKey, initVector);

            fs.Write(buffer, 0, buffer.Length);

            offset += buffer.Length;

            count++;

        }

        fs.Close();

我的加密 AES 代码:

private const int StandardKeyLength = 16;

    public byte[] Encrypt(byte[] plainText, byte[] key, byte[] initVector)
    {
        if (key.Length != StandardKeyLength | initVector.Length != StandardKeyLength)
        {
            throw new ArgumentException("Key Length and Init Vector should be 16 bytes (128 bits) in size");
        }

        var bPlainBytes = plainText;

        var objRm = new RijndaelManaged();

        objRm.Key = key;
        objRm.IV = initVector;
        objRm.Padding = PaddingMode.PKCS7;
        objRm.BlockSize = 128;

        var ict = objRm.CreateEncryptor(objRm.Key, objRm.IV);

        var objMs = new MemoryStream();
        var objCs = new CryptoStream(objMs, ict, CryptoStreamMode.Write);

        objCs.Write(bPlainBytes, 0, bPlainBytes.Length);

        objCs.FlushFinalBlock();

        var bEncrypted = objMs.ToArray();

        return bEncrypted;
    }

我的解密 AES 代码:

    public byte[] Decrypt(byte[] cipherText, byte[] key, byte[] initVector)
    {
        if (key.Length != StandardKeyLength | initVector.Length != StandardKeyLength)
        {
            throw new ArgumentException("Key Length and Init Vector should be 16 bytes (128 bits) in size");
        }

        var bCipherBytes = cipherText;

        var objRm = new RijndaelManaged();
        objRm.Key = key;
        objRm.IV = initVector;
        objRm.Padding = PaddingMode.PKCS7;
        objRm.BlockSize = 128;

        var ict = objRm.CreateDecryptor(objRm.Key, objRm.IV);
        var objMs = new MemoryStream(bCipherBytes);
        var objCs = new CryptoStream(objMs, ict, CryptoStreamMode.Read);

        var streamobj = new StreamReader(objCs);

        var strDecrypted = streamobj.ReadToEnd();

        return (Encoding.Default.GetBytes(strDecrypted));
    }

这些是我调试在服务器上发送文件 block 的 while 循环时得到的结果:

实际发送的文件大小:15.5 KB = 15872 字节

Buffer size(plaintext)    Encrypted Buffer Size(Sent)       Offset   Count5120                           5136                          5120      05120                           5136                         10240      15120                           5136                         15360      2 512                            528                         15872      3

这些是我调试在客户端接收文件 block 的 while 循环时得到的结果:

收到的实际文件大小:15.1 KB = 15555 字节

Received Buffersize    Decrypted Buffer Size       Offset   Count5136                           5057                 5057      05136                           4970                10027      15136                           5016                15043      2 528                            512                15555      3

很明显，发送和接收代码工作正常(因为发送的加密缓冲区大小 = 接收缓冲区大小)。然而，解密的缓冲区大小与缓冲区大小(明文)完全不匹配，除了最后一个 block 的长度为 512 字节。

解密可能有什么问题，因为我没有在客户端完全接收到文件？

Answer 1

您被绊倒了，因为在您的 Decrypt 语句中，您将密文视为一个字符串。具体来说，这些行:

var streamobj = new StreamReader(objCs);
var strDecrypted = streamobj.ReadToEnd();

return (Encoding.Default.GetBytes(strDecrypted));

相反，您希望在 CryptoStream 上调用 Read 以将原始字节数组读入缓冲区。然后，您可以返回该缓冲区，而无需尝试将其强制转换为字符串(使用流读取器会发生这种情况)。

你应该使用更像是:

public byte[] Decrypt(byte[] cipherText, byte[] key, byte[] initVector)
{
    if (key.Length != StandardKeyLength | initVector.Length != StandardKeyLength)
    {
        throw new ArgumentException("Key Length and Init Vector should be 16 bytes (128 bits) in size");
    }

    var bCipherBytes = cipherText;

    var objRm = new RijndaelManaged();
    objRm.Key = key;
    objRm.IV = initVector;
    objRm.Padding = PaddingMode.PKCS7;
    objRm.BlockSize = 128;

    var ict = objRm.CreateDecryptor(objRm.Key, objRm.IV);
    var objMs = new MemoryStream(bCipherBytes);
    var objCs = new CryptoStream(objMs, ict, CryptoStreamMode.Read);

    var buffer = new byte[cipherText.Length];
    int readBytes = objCs.Read(buffer, 0, cipherText.Length);

    var trimmedData = new byte[readBytes];
    Array.Copy(buffer, trimmedData, readBytes);
    return trimmedData;
}

我也建议你 t ake a look at the encryption utilities I maintain on Snipt .特别是对称加密和解密方法。您的代码目前缺少大量使用 block 和许多潜在的资源泄漏。