如何使用AES进行端到端加密

Question

因此，我正在尝试实现一种简单的端到端加密方案，在该方案中，客户端与另一客户端进行握手，方法是使用其私钥进行加密，将公钥发送给第二个客户端私钥进行加密，然后再使用私钥解密客户端1的密钥并发回，因此客户端2具有公共密钥。我正在使用C＃.Net提供的Aes类，似乎无法使其正常工作。

我收到的错误是关于填充的，我已经看到您可以完全删除填充，但是有人告诉我这不是一个好主意。谁能解释为什么？另外我怎么知道设置我的解密/加密的填充能够查看有效密钥。

这就是我所拥有的

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        Connection c = new Connection();
        Connection d = new Connection();
        var encrypted = c.EncryptMessage("stackoverflow");
        var decrypted = c.DecryptMessage(encrypted);
        var encryptedTwice = d.EncryptMessage(System.Text.Encoding.Default.GetString(encrypted));
        var decryptedOnce = c.DecryptMessage(encryptedTwice);
        var decryptedTwice = d.DecryptMessage(Encoding.ASCII.GetBytes(decryptedOnce));

        Console.WriteLine("Encrypted: " + System.Text.Encoding.Default.GetString(encrypted));
        Console.WriteLine("Decrypted: " + decrypted);

        Console.WriteLine("Decrypted twice: " + decryptedTwice);

        Console.ReadKey();
    }
}

class Connection
{
    private Aes _encryption;
    Connection()
    {
        _encryption = Aes.Create();
    }
    public byte[] EncryptMessage(string message)
    {
        byte[] encrypted;
        ICryptoTransform encryptor = _encryption.CreateEncryptor(_encryption.Key, _encryption.IV);

        using (MemoryStream msEncrypt = new MemoryStream())
        {
            using (CryptoStream csEncrypt = new CryptoStream(msEncrypt, encryptor, CryptoStreamMode.Write))
            {
                using (StreamWriter swEncrypt = new StreamWriter(csEncrypt))
                {
                    swEncrypt.Write(message);
                }
                encrypted = msEncrypt.ToArray();
            }
        }



        // Return the encrypted bytes from the memory stream.
        return encrypted;


    }
    public string DecryptMessage(byte[] message)
    {
        string decrypted = "";
        ICryptoTransform decryptor = _encryption.CreateDecryptor(_encryption.Key, _encryption.IV);

        using (MemoryStream msDecrypt = new MemoryStream(message))
        {
            using (CryptoStream csDecrypt = new CryptoStream(msDecrypt, decryptor, CryptoStreamMode.Read))
            {
                using (StreamReader srDecrypt = new StreamReader(csDecrypt))
                {
                    decrypted = srDecrypt.ReadToEnd();

                }
            }


            return decrypted;
        }
    }
}

当我尝试去做

var decryptedOnce = c.DecryptMessage(encryptedTwice);

我收到“ cryptographicexception填充无效，无法删除”。

Answer 1

首先，AES是对称的分组密码，仅凭其本身不足以实现端到端加密。它可以用作部分的端至端的加密，但需要非对称加密系统（如RSA）的设计的实际“端到endness”。通常，AES仅用作实际数据的密码，而RSA通过一个相互的服务器来促进两个客户端之间的密钥交换。

其次，关于您的代码，您的错误在于假设您可以将随机二进制数据转换为字符串： System.Text.Encoding.Default.GetString(encrypted)

你做不到 由于字符编码的工作原理，将原始数据转换为UTF8（应使用哪种格式而不是ASCII）并再次返回，并不总能返回相同的数据。我建议您改为使用Convert.ToBase64String，它将转换为base64格式，该格式旨在将二进制数据表示为常见的字符串字符，并将在转换之间保持数据。

这里关于填充的错误只是上面所写内容的副作用。请勿删除填充物。

最后，我建议您在继续该项目之前认真阅读密码学主题。我希望您不打算在生产中使用它，但是如果您这样做，那么上面的代码有很多缺陷。不要在生产代码中使用它。