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C# AES加密(對開發者如何理解的工作)

AES(Advanced Encryption Standard) 是最常用的對稱加密算法之一。 它使用相同的金鑰來加密和解密資料,使得 AES 加密在許多應用程式中都能高效快速地保護敏感資料的安全。

本教學將著重於 C# 中的 AES 加密,使用 AES 類別加密和解密資料,以及 IronPDF Library。 我們將涵蓋實例、闡述加密過程,並了解如何使用 Cipher Block Chaining (CBC) 模式來提高安全性。 我們還會討論加密金鑰管理和初始化向量 (IV) 的作用。

C# 中的 AES 加密簡介

進階加密標準 (Advanced Encryption Standard, AES) 是美國國家標準與技術研究院 (National Institute of Standards and Technology, NIST) 標準化的對稱加密演算法。 該演算法的金鑰大小可為 128、192 或 256 位元,對於加密機密資料而言具有高度安全性。 它使用相同的加密金鑰來加密和解密資料。

AES 的工作原理是將原始資料分割成區塊,並對這些區塊進行轉換。 它以不同的密碼模式運作,例如 CBC(密碼區塊連結)和 Electronic CodeBook (ECB),每種模式都提供不同的安全功能。

AES 如何在 C# 中運作

C# 中的 AES 加密算法是 System.Security.Cryptography 命名空間的一部分。 此命名空間包含 AES 類別,可讓我們建立 AES 的實例、指定金鑰大小、密碼模式和填充模式,然後再使用秘密金鑰加密和解密資料。

若要在 C# 中使用 AES,請遵循以下基本步驟:

1.使用 Aes.Create() 建立 AES 類的實體。 2.設定金鑰、IV 及其他相關參數,例如密碼模式。 3.使用 ICryptoTransform 介面加密資料,並將其寫入 MemoryStream。 4.使用相同的金鑰和 IV 解密資料。

讓我們用 C# 建立一個基本的加密程序和解密程序。

using System;
using System.IO;
using System.Security.Cryptography;
using System.Text;

class Program
{
    // Declare a static byte array for encrypted data
    public static byte[] encryptedData;

    // Main method to demonstrate encryption and decryption
    public static void Main(string[] args)
    {
        // String plaintext to be encrypted
        string plaintext = "This is some sensitive data!";
        string key = "abcdefghijklmnop"; // 128-bit key (16 characters)

        // Encrypt the plaintext
        string ciphertext = Encrypt(plaintext, key);
        Console.WriteLine("Encrypted Data: " + ciphertext);

        // Decrypt the ciphertext
        string decryptedData = Decrypt(ciphertext, key);
        Console.WriteLine("Decrypted Data: " + decryptedData);
    }

    // Method to encrypt data
    public static string Encrypt(string plaintext, string key)
    {
        // Create a new instance of the AES encryption algorithm
        using (Aes aes = Aes.Create())
        {
            aes.Key = Encoding.UTF8.GetBytes(key);
            aes.IV = new byte[16]; // Initialization vector (IV)

            // Create an encryptor to perform the stream transform
            ICryptoTransform encryptor = aes.CreateEncryptor(aes.Key, aes.IV);

            // Create the streams used for encryption
            using (MemoryStream ms = new MemoryStream())
            {
                // Create a CryptoStream using the encryptor
                using (CryptoStream cs = new CryptoStream(ms, encryptor, CryptoStreamMode.Write))
                {
                    using (StreamWriter sw = new StreamWriter(cs))
                    {
                        sw.Write(plaintext);
                    }
                }
                // Store the encrypted data in the public static byte array
                encryptedData = ms.ToArray();
                return Convert.ToBase64String(encryptedData);
            }
        }
    }

    // Method to decrypt data
    public static string Decrypt(string ciphertext, string key)
    {
        using (Aes aes = Aes.Create())
        {
            aes.Key = Encoding.UTF8.GetBytes(key);
            aes.IV = new byte[16]; // Initialization vector (IV)

            // Create a decryptor to perform the stream transform
            ICryptoTransform decryptor = aes.CreateDecryptor(aes.Key, aes.IV);

            // Create the streams used for decryption
            using (MemoryStream ms = new MemoryStream(Convert.FromBase64String(ciphertext)))
            {
                using (CryptoStream cs = new CryptoStream(ms, decryptor, CryptoStreamMode.Read))
                {
                    using (StreamReader sr = new StreamReader(cs))
                    {
                        return sr.ReadToEnd();
                    }
                }
            }
        }
    }
}
using System;
using System.IO;
using System.Security.Cryptography;
using System.Text;

class Program
{
    // Declare a static byte array for encrypted data
    public static byte[] encryptedData;

    // Main method to demonstrate encryption and decryption
    public static void Main(string[] args)
    {
        // String plaintext to be encrypted
        string plaintext = "This is some sensitive data!";
        string key = "abcdefghijklmnop"; // 128-bit key (16 characters)

        // Encrypt the plaintext
        string ciphertext = Encrypt(plaintext, key);
        Console.WriteLine("Encrypted Data: " + ciphertext);

        // Decrypt the ciphertext
        string decryptedData = Decrypt(ciphertext, key);
        Console.WriteLine("Decrypted Data: " + decryptedData);
    }

    // Method to encrypt data
    public static string Encrypt(string plaintext, string key)
    {
        // Create a new instance of the AES encryption algorithm
        using (Aes aes = Aes.Create())
        {
            aes.Key = Encoding.UTF8.GetBytes(key);
            aes.IV = new byte[16]; // Initialization vector (IV)

            // Create an encryptor to perform the stream transform
            ICryptoTransform encryptor = aes.CreateEncryptor(aes.Key, aes.IV);

            // Create the streams used for encryption
            using (MemoryStream ms = new MemoryStream())
            {
                // Create a CryptoStream using the encryptor
                using (CryptoStream cs = new CryptoStream(ms, encryptor, CryptoStreamMode.Write))
                {
                    using (StreamWriter sw = new StreamWriter(cs))
                    {
                        sw.Write(plaintext);
                    }
                }
                // Store the encrypted data in the public static byte array
                encryptedData = ms.ToArray();
                return Convert.ToBase64String(encryptedData);
            }
        }
    }

    // Method to decrypt data
    public static string Decrypt(string ciphertext, string key)
    {
        using (Aes aes = Aes.Create())
        {
            aes.Key = Encoding.UTF8.GetBytes(key);
            aes.IV = new byte[16]; // Initialization vector (IV)

            // Create a decryptor to perform the stream transform
            ICryptoTransform decryptor = aes.CreateDecryptor(aes.Key, aes.IV);

            // Create the streams used for decryption
            using (MemoryStream ms = new MemoryStream(Convert.FromBase64String(ciphertext)))
            {
                using (CryptoStream cs = new CryptoStream(ms, decryptor, CryptoStreamMode.Read))
                {
                    using (StreamReader sr = new StreamReader(cs))
                    {
                        return sr.ReadToEnd();
                    }
                }
            }
        }
    }
}
Imports System
Imports System.IO
Imports System.Security.Cryptography
Imports System.Text

Friend Class Program
	' Declare a static byte array for encrypted data
	Public Shared encryptedData() As Byte

	' Main method to demonstrate encryption and decryption
	Public Shared Sub Main(ByVal args() As String)
		' String plaintext to be encrypted
		Dim plaintext As String = "This is some sensitive data!"
		Dim key As String = "abcdefghijklmnop" ' 128-bit key (16 characters)

		' Encrypt the plaintext
		Dim ciphertext As String = Encrypt(plaintext, key)
		Console.WriteLine("Encrypted Data: " & ciphertext)

		' Decrypt the ciphertext
		Dim decryptedData As String = Decrypt(ciphertext, key)
		Console.WriteLine("Decrypted Data: " & decryptedData)
	End Sub

	' Method to encrypt data
	Public Shared Function Encrypt(ByVal plaintext As String, ByVal key As String) As String
		' Create a new instance of the AES encryption algorithm
		Using aes As Aes = System.Security.Cryptography.Aes.Create()
			aes.Key = Encoding.UTF8.GetBytes(key)
			aes.IV = New Byte(15){} ' Initialization vector (IV)

			' Create an encryptor to perform the stream transform
			Dim encryptor As ICryptoTransform = aes.CreateEncryptor(aes.Key, aes.IV)

			' Create the streams used for encryption
			Using ms As New MemoryStream()
				' Create a CryptoStream using the encryptor
				Using cs As New CryptoStream(ms, encryptor, CryptoStreamMode.Write)
					Using sw As New StreamWriter(cs)
						sw.Write(plaintext)
					End Using
				End Using
				' Store the encrypted data in the public static byte array
				encryptedData = ms.ToArray()
				Return Convert.ToBase64String(encryptedData)
			End Using
		End Using
	End Function

	' Method to decrypt data
	Public Shared Function Decrypt(ByVal ciphertext As String, ByVal key As String) As String
		Using aes As Aes = System.Security.Cryptography.Aes.Create()
			aes.Key = Encoding.UTF8.GetBytes(key)
			aes.IV = New Byte(15){} ' Initialization vector (IV)

			' Create a decryptor to perform the stream transform
			Dim decryptor As ICryptoTransform = aes.CreateDecryptor(aes.Key, aes.IV)

			' Create the streams used for decryption
			Using ms As New MemoryStream(Convert.FromBase64String(ciphertext))
				Using cs As New CryptoStream(ms, decryptor, CryptoStreamMode.Read)
					Using sr As New StreamReader(cs)
						Return sr.ReadToEnd()
					End Using
				End Using
			End Using
		End Using
	End Function
End Class
$vbLabelText   $csharpLabel

C# AES Encryption (How It Works For Developers):圖 1 - 使用記憶體串流進行加密和解密輸出

程式碼說明

1.Aes.Create():這會建立 AES 加密演算法的新實體。 2.aes.Key:用於加密和解密的金鑰。 它必須是有效的大小,例如 128 位元組(16 位元組)、192 位元組或 256 位元組。 3.aes.IV:初始化向量 (IV),用於隨機化加密過程。 在本範例中,為了簡單起見,我們使用零的 IV。 4.MemoryStream:這可讓我們以位元組串流的方式處理加密資料。 5.CryptoStream:它可以轉換資料流(加密或解密)。

進階範例:使用自訂金鑰和 IV 的 AES 加密。

讓我們在前一個範例的基礎上,產生 隨機金鑰IV,確保加密更加安全。

public static string EncryptData(string plaintext)
{
    using (Aes aes = Aes.Create())
    {
        aes.Key = new byte[32]; // AES-256 requires a 256-bit key (32 bytes)
        aes.IV = new byte[16];  // 128-bit block size

        // Randomly generate key and IV
        using (RandomNumberGenerator rng = RandomNumberGenerator.Create())
        {
            rng.GetBytes(aes.Key); // Generate a random key
            rng.GetBytes(aes.IV);  // Generate a random IV
        }

        // Create an encryptor to perform the stream transform
        ICryptoTransform encryptor = aes.CreateEncryptor(aes.Key, aes.IV);

        // Create the streams used for encryption
        using (MemoryStream ms = new MemoryStream())
        {
            using (CryptoStream cs = new CryptoStream(ms, encryptor, CryptoStreamMode.Write))
            {
                using (StreamWriter sw = new StreamWriter(cs))
                {
                    sw.Write(plaintext);
                }
            }
            return Convert.ToBase64String(ms.ToArray());
        }
    }
}
public static string EncryptData(string plaintext)
{
    using (Aes aes = Aes.Create())
    {
        aes.Key = new byte[32]; // AES-256 requires a 256-bit key (32 bytes)
        aes.IV = new byte[16];  // 128-bit block size

        // Randomly generate key and IV
        using (RandomNumberGenerator rng = RandomNumberGenerator.Create())
        {
            rng.GetBytes(aes.Key); // Generate a random key
            rng.GetBytes(aes.IV);  // Generate a random IV
        }

        // Create an encryptor to perform the stream transform
        ICryptoTransform encryptor = aes.CreateEncryptor(aes.Key, aes.IV);

        // Create the streams used for encryption
        using (MemoryStream ms = new MemoryStream())
        {
            using (CryptoStream cs = new CryptoStream(ms, encryptor, CryptoStreamMode.Write))
            {
                using (StreamWriter sw = new StreamWriter(cs))
                {
                    sw.Write(plaintext);
                }
            }
            return Convert.ToBase64String(ms.ToArray());
        }
    }
}
Public Shared Function EncryptData(ByVal plaintext As String) As String
	Using aes As Aes = Aes.Create()
		aes.Key = New Byte(31){} ' AES-256 requires a 256-bit key (32 bytes)
		aes.IV = New Byte(15){} ' 128-bit block size

		' Randomly generate key and IV
		Using rng As RandomNumberGenerator = RandomNumberGenerator.Create()
			rng.GetBytes(aes.Key) ' Generate a random key
			rng.GetBytes(aes.IV) ' Generate a random IV
		End Using

		' Create an encryptor to perform the stream transform
		Dim encryptor As ICryptoTransform = aes.CreateEncryptor(aes.Key, aes.IV)

		' Create the streams used for encryption
		Using ms As New MemoryStream()
			Using cs As New CryptoStream(ms, encryptor, CryptoStreamMode.Write)
				Using sw As New StreamWriter(cs)
					sw.Write(plaintext)
				End Using
			End Using
			Return Convert.ToBase64String(ms.ToArray())
		End Using
	End Using
End Function
$vbLabelText   $csharpLabel

在這種情況下,每次呼叫函式時,我們都會產生 new keyIV。 這可提供更強大的加密功能,因為每次操作都未使用 相同的金鑰AES 支援 128、192 和 256 位元等金鑰大小

使用 AES 解密資料

解密是加密資料的逆向過程。 在我們的範例中,必須提供用於加密的相同金鑰和 IV 來解密資料。 解密過程包括將加密資料轉換回原始形式。

以下是使用先前加密資料的範例:

public static string DecryptData(string ciphertext, byte[] key, byte[] iv)
{
    using (Aes aes = Aes.Create())
    {
        aes.Key = key;
        aes.IV = iv;

        // Create a decryptor to perform the stream transform
        ICryptoTransform decryptor = aes.CreateDecryptor(aes.Key, aes.IV);

        // Create the streams used for decryption
        using (MemoryStream ms = new MemoryStream(Convert.FromBase64String(ciphertext)))
        {
            using (CryptoStream cs = new CryptoStream(ms, decryptor, CryptoStreamMode.Read))
            {
                using (StreamReader sr = new StreamReader(cs))
                {
                    return sr.ReadToEnd();
                }
            }
        }
    }
}
public static string DecryptData(string ciphertext, byte[] key, byte[] iv)
{
    using (Aes aes = Aes.Create())
    {
        aes.Key = key;
        aes.IV = iv;

        // Create a decryptor to perform the stream transform
        ICryptoTransform decryptor = aes.CreateDecryptor(aes.Key, aes.IV);

        // Create the streams used for decryption
        using (MemoryStream ms = new MemoryStream(Convert.FromBase64String(ciphertext)))
        {
            using (CryptoStream cs = new CryptoStream(ms, decryptor, CryptoStreamMode.Read))
            {
                using (StreamReader sr = new StreamReader(cs))
                {
                    return sr.ReadToEnd();
                }
            }
        }
    }
}
Public Shared Function DecryptData(ByVal ciphertext As String, ByVal key() As Byte, ByVal iv() As Byte) As String
	Using aes As Aes = Aes.Create()
		aes.Key = key
		aes.IV = iv

		' Create a decryptor to perform the stream transform
		Dim decryptor As ICryptoTransform = aes.CreateDecryptor(aes.Key, aes.IV)

		' Create the streams used for decryption
		Using ms As New MemoryStream(Convert.FromBase64String(ciphertext))
			Using cs As New CryptoStream(ms, decryptor, CryptoStreamMode.Read)
				Using sr As New StreamReader(cs)
					Return sr.ReadToEnd()
				End Using
			End Using
		End Using
	End Using
End Function
$vbLabelText   $csharpLabel

此代碼可將 加密資料解密回 原始資料

具有 AES 加密功能的 IronPDF.

IronPDF for .NET 是一個簡單且適合開發人員使用的 .NET 函式庫,可使用簡單的 C# 程式碼來產生、編輯和處理 PDF。 它允許開發人員 直接從 HTML、CSS 和 JavaScript 建立 PDF 文件,這對於動態產生報表、發票或其他文件非常有用。 IronPDF 支援合併、分割,甚至新增密碼或數位簽章等安全功能,是在 .NET 應用程式中產生 PDF 的全面解決方案。

整合 IronPDF 與 AES 加密。

C# AES Encryption (How It Works For Developers):圖 2 - IronPdf

當您產生敏感的報告或文件時,您可能需要確保這些 PDF 內的資料在分享前已加密。 AES(進階加密標準)加密是安全加密 PDF 檔案內容的完美解決方案。 透過結合 IronPDF 與 AES 加密,您可以保護 PDF 內的資料,同時保持處理文件本身的能力。

步驟 1:使用 IronPDF 建立 PDF。

使用 ChromePdfRenderer 類別從 HTML 內容產生 PDF 並將其儲存至檔案:

var htmlContent = "<h1>Confidential</h1><p>This is sensitive data.</p>";
var renderer = new ChromePdfRenderer();
var pdf = renderer.RenderHtmlAsPdf(htmlContent);
pdf.SaveAs(@"C:\Reports\ConfidentialReport.pdf");
var htmlContent = "<h1>Confidential</h1><p>This is sensitive data.</p>";
var renderer = new ChromePdfRenderer();
var pdf = renderer.RenderHtmlAsPdf(htmlContent);
pdf.SaveAs(@"C:\Reports\ConfidentialReport.pdf");
Dim htmlContent = "<h1>Confidential</h1><p>This is sensitive data.</p>"
Dim renderer = New ChromePdfRenderer()
Dim pdf = renderer.RenderHtmlAsPdf(htmlContent)
pdf.SaveAs("C:\Reports\ConfidentialReport.pdf")
$vbLabelText   $csharpLabel

步驟 2:使用 AES 加密 PDF

PDF 建立後,請使用 AES 加密:

byte[] pdfBytes = File.ReadAllBytes(@"C:\Reports\ConfidentialReport.pdf");
using (Aes aes = Aes.Create())
{
    aes.Key = Encoding.UTF8.GetBytes("abcdefghijklmnop");
    aes.IV = new byte[16];
    using (var encryptor = aes.CreateEncryptor(aes.Key, aes.IV))
    using (var ms = new MemoryStream())
    {
        using (var cs = new CryptoStream(ms, encryptor, CryptoStreamMode.Write))
        {
            cs.Write(pdfBytes, 0, pdfBytes.Length);
        }
        File.WriteAllBytes(@"C:\Reports\ConfidentialReport.encrypted", ms.ToArray());
    }
}
byte[] pdfBytes = File.ReadAllBytes(@"C:\Reports\ConfidentialReport.pdf");
using (Aes aes = Aes.Create())
{
    aes.Key = Encoding.UTF8.GetBytes("abcdefghijklmnop");
    aes.IV = new byte[16];
    using (var encryptor = aes.CreateEncryptor(aes.Key, aes.IV))
    using (var ms = new MemoryStream())
    {
        using (var cs = new CryptoStream(ms, encryptor, CryptoStreamMode.Write))
        {
            cs.Write(pdfBytes, 0, pdfBytes.Length);
        }
        File.WriteAllBytes(@"C:\Reports\ConfidentialReport.encrypted", ms.ToArray());
    }
}
Dim pdfBytes() As Byte = File.ReadAllBytes("C:\Reports\ConfidentialReport.pdf")
Using aes As Aes = Aes.Create()
	aes.Key = Encoding.UTF8.GetBytes("abcdefghijklmnop")
	aes.IV = New Byte(15){}
	Using encryptor = aes.CreateEncryptor(aes.Key, aes.IV)
	Using ms = New MemoryStream()
		Using cs = New CryptoStream(ms, encryptor, CryptoStreamMode.Write)
			cs.Write(pdfBytes, 0, pdfBytes.Length)
		End Using
		File.WriteAllBytes("C:\Reports\ConfidentialReport.encrypted", ms.ToArray())
	End Using
	End Using
End Using
$vbLabelText   $csharpLabel

結論

C# AES Encryption (How It Works For Developers):圖 3 - 授權

將 IronPDF 與 AES 加密技術整合,可讓您產生既可存取又可加密的動態安全文件。 無論是開發需要安全文件產生或管理敏感報告的應用程式,結合 IronPDF 與穩固的加密功能都能保護您的資料。 IronPDF 簡化了 PDF 的工作,而 AES 則保證了內容的安全性。

IronPdf 提供 免費試用,讓開發人員在投入使用前輕鬆探索其功能。 如果您已準備好在您的專案中導入 IronPDF,一次性購買的授權價格為 $799 起。

常見問題解答

如何在 C# 中將 HTML 轉換為 PDF?

您可以使用 IronPDF 的 RenderHtmlAsPdf 方法將 HTML 字串轉換成 PDF。您也可以使用 RenderHtmlFileAsPdf 將 HTML 檔案轉換成 PDF。

什麼是 AES 加密,在 C# 中如何使用?

AES(進階加密標準)是一種用於保護資料安全的對稱加密演算法。在 C# 中,AES 加密是使用 System.Security.Cryptography 命名空間中的 AES 類來實作的。您可以建立 AES 範例、設定金鑰和 IV 參數,並使用 ICryptoTransform 介面來加密和解密資料。

在 AES 加密中使用 Cipher Block Chaining (CBC) 模式有什麼好處?

Cipher Block Chaining (CBC) 模式透過確保相同的明文區塊產生不同的密文區塊來增強安全性。這是透過使用初始化向量 (IV) 來鏈結加密區塊來實現的。

如何在 C# 中使用 AES 加密 PDF 文件?

要在 C# 中使用 AES 加密 PDF,您可以利用 IronPDF 來處理 PDF 檔案,然後應用 AES 加密,方法是先使用指定的金鑰和 IV 加密 PDF 位元組,再將加密資料寫回新檔案。

在 C# 應用程式中實作 AES 加密涉及哪些步驟?

要在 C# 中實作 AES 加密,您需要建立 AES 範例、設定金鑰和 IV、建立加密器,並使用 MemoryStreamCryptoStream 來轉換資料。

我可以在 C# 中使用自訂金鑰和 IV 進行 AES 加密嗎?

是的,在 AES 加密中,您可以指定自訂金鑰和 IV 來加強安全性。建議為每個加密階段產生隨機值,以獲得更好的保護。

開發人員如何在 C# 中加強 PDF 文件的安全性?

開發人員可以使用 IronPDF 結合 AES 加密來增強 C# 中 PDF 文件的安全性,允許創建、編輯和保護 PDF,包括添加密碼和數位簽名。

IronPDF 如何在分享前保護 PDF 內容的安全?

IronPDF 可讓開發人員使用 AES 加密 PDF,有助於在分享之前保護 PDF 內容的安全。這個過程包括使用加密方法產生、編輯和操作 PDF 檔案,以確保資料受到保護。

為什麼金鑰管理在 AES 加密中很重要?

金鑰管理在 AES 加密中至關重要,因為加密資料的安全性在很大程度上取決於加密金鑰的保密性和強度。適當的管理可防止未經授權的存取。

適用於 C# 開發人員的 IronPDF 函式庫有哪些主要功能?

IronPDF 函式庫可讓 C# 開發人員輕鬆建立、編輯和處理 PDF 文件。它支援的功能包括合併、分割,以及以加密來保護 PDF,強化文件管理與安全性。

Jacob Mellor, Team Iron 首席技术官
首席技术官

Jacob Mellor 是 Iron Software 的首席技術官,作為 C# PDF 技術的先鋒工程師。作為 Iron Software 核心代碼的原作者,他自開始以來塑造了公司產品架構,與 CEO Cameron Rimington 一起將其轉變為一家擁有超過 50 名員工的公司,為 NASA、特斯拉 和 全世界政府機構服務。

Jacob 持有曼徹斯特大學土木工程一級榮譽学士工程學位(BEng) (1998-2001)。他於 1999 年在倫敦開設了他的第一家軟件公司,並於 2005 年製作了他的首個 .NET 組件,專注於解決 Microsoft 生態系統內的複雜問題。

他的旗艦產品 IronPDF & Iron Suite .NET 庫在全球 NuGet 被安裝超過 3000 萬次,其基礎代碼繼續為世界各地的開發工具提供動力。擁有 25 年的商業經驗和 41 年的編碼專業知識,Jacob 仍專注於推動企業級 C#、Java 及 Python PDF 技術的創新,同時指導新一代技術領袖。