Шифрование данных с помощью алгоритма AES-256 (C#)

В текущей статье напишу два метода для шифрования потока байт с помощью алгоритма AES-256, и расшифровки обратно в массив байт.

Что такое AES-256

AES-256 представляет собой алгоритм шифрования с симметричным ключом. Это означает, что для шифрования и дешифрирования используется один и тот же криптографический ключ.

Алгоритм может пригодиться где угодно — от шифрования файлов до защиты данных, передаваемых по открытым каналам.

Реализация алгоритма на C#

Для реализации алгоритма нужно подключить библиотеку System.Security.Cryptography и указать пространство имен:

using System.Security.Cryptography;

Далее напишем метод для шифрования данных:

/// <summary>
/// Шифрует исходное сообщение AES ключом (добавляет соль)
/// </summary>
/// <param name="src"></param>
/// <returns></returns>
public static byte[] ToAes256(string src)
{
  //Объявляем объект класса AES
  Aes aes = Aes.Create();
  //Генерируем соль
  aes.GenerateIV();
  //Присваиваем ключ. aeskey - переменная (массив байт), сгенерированная методом GenerateKey() класса AES
  aes.Key = aeskey;
  byte[] encrypted;
  ICryptoTransform crypt = aes.CreateEncryptor(aes.Key, aes.IV);
  using (MemoryStream ms = new MemoryStream())
  {
    using (CryptoStream cs = new CryptoStream(ms, crypt, CryptoStreamMode.Write))
    {
      using (StreamWriter sw = new StreamWriter(cs))
      {
        sw.Write(src);
      }
    }
    //Записываем в переменную encrypted зашиврованный поток байтов
    encrypted = ms.ToArray();
  }
  //Возвращаем поток байт + крепим соль
  return encrypted.Concat(aes.IV).ToArray();
}

Метод, для дешифрирования потока байтов:

/// <summary>
/// Расшифровывает криптованного сообщения
/// </summary>
/// <param name="shifr">Шифротекст в байтах</param>
/// <returns>Возвращает исходную строку</returns>
public static string FromAes256(byte[] shifr)
{
  byte[] bytesIv = new byte[16];
  byte[] mess = new byte[shifr.Length - 16];
  //Списываем соль
  for (int i = shifr.Length - 16, j = 0; i < shifr.Length; i++, j++)
    bytesIv[j] = shifr[i];
  //Списываем оставшуюся часть сообщения
  for (int i = 0; i < shifr.Length - 16; i++)
    mess[i] = shifr[i];
  //Объект класса Aes
  Aes aes = Aes.Create();
  //Задаем тот же ключ, что и для шифрования
  aes.Key = aeskey;
  //Задаем соль
  aes.IV = bytesIv;
  //Строковая переменная для результата
  string text = "";
  byte[] data = mess;
  ICryptoTransform crypt = aes.CreateDecryptor(aes.Key, aes.IV);
  using (MemoryStream ms = new MemoryStream(data))
  {
    using (CryptoStream cs = new CryptoStream(ms, crypt, CryptoStreamMode.Read))
    {
      using (StreamReader sr = new StreamReader(cs))
      {
        //Результат записываем в переменную text в вие исходной строки
        text = sr.ReadToEnd();
      }
    }
  }
  return text;
}

Зашифрованное сообщение можно передавать в открытый канал. При перехвате злоумышленники обнаружат лишь шифр, с которым мало что смогут сделать.

Стоит отметить, что сам ключ стоит передавать по закрытому каналу либо используя алгоритмы шифрования с ассиметричным ключом. Например RSA.

Ключ AES шифруется открытым ключом RSA, передается в открытый канал, далее вторая сторона расшифровывает ключ AES закрытым ключом RSA.

Во время передачи шифра в открытый канал может произойти MITM атака — попытка подмены сообщения и т.п. злоумышленником.

Для проверки подлинности сообщения используйте цифровую подпись для каждого сообщения (вычисляется хеш, проверяемый получателем для проверки подлинности сообщения).

Данным методом можно воспользоваться, чтобы зашифровать данные другими алгоритмами с симметричным ключом, например TripleDes.