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C# AES加密（對開發者如何理解的工作）

Jacob Mellor, Chief Technology Officer @ Team Iron
Jacob Mellor
Updated: 2026年4月21日

AES (高級加密標準) 是最常用的對稱加密演算法之一。 它使用相同的金鑰來加密和解密資料，使得AES加密在許多應用中對保護敏感資料既高效又快速。

本教程將著重於C#中的AES加密，使用AES類來加密和解密資料以及IronPDF程式庫。 我們將涵蓋實用範例，演練加密過程，並了解如何使用密碼分組鏈（CBC）模式來提高安全性。 我們還將討論加密金鑰管理和初始化向量（IV）的作用。

Introduction of AES Encryption in C#

高級加密標準（AES）是由美國國家標準技術研究院（NIST）標準化的一種對稱加密演算法。 該演算法可以具有128、192或256位的金鑰大小，對於加密機密資料極為安全。 它使用相同的加密金鑰來加密和解密資料。

AES通過將原始資料分成塊並對這些塊應用轉換來工作。 它在不同的加密模式下操作，如CBC（密碼分組鏈）和電子密碼本（ECB），每個都提供不同的安全功能。

How AES Works in C#

C#中的AES加密演算法是System.Security.Cryptography命名空間的一部分。 此命名空間包括AES類，允許我們建立AES實例，指定金鑰大小、密碼模式和填充模式，然後使用秘密金鑰加密和解密資料。

欲在C#中使用AES，請依照這些基本步驟：

  1. 使用Aes.Create()建立AES類的實例。
  2. 設定金鑰、IV和其他相關參數，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。

讓我們在C#中建立一個基本的加密流程和解密程式。

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();
                    }
                }
            }
        }
    }
}

C# AES加密（開發人員如何使用）：圖1 - 使用記憶體流輸出加密和解密

程式碼說明

  1. **Aes.Create()：**這會建立AES加密演算法的新實例。
  2. **aes.Key：**用於加密和解密的金鑰。 其必須是有效大小，如128位元（16字節）、192位元或256位元。
  3. **aes.IV：**初始化向量（IV），用於隨機化加密過程。 在此範例中，我們使用零IV以簡化。
  4. **MemoryStream：**這讓我們能夠將加密資料作為字節流來處理。
  5. **CryptoStream：**它對資料流進行轉換（加密或解密）。

進階範例：使用自訂金鑰和IV的AES加密

讓我們在前面的範例基礎上生成一個隨機金鑰和IV，確保加密更為安全。

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());
        }
    }
}

在這種情況下，每次調用該函式時，我們都會生成一個新金鑰和IV。 這提供了更強的加密，因為相同的金鑰不會用於每次操作。 AES支持金鑰大小如128、192和256位元。

使用AES解密資料

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

這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();
                }
            }
        }
    }
}

此程式碼將加密資料解密回原始資料。

將IronPDF與AES加密結合

IronPDF是一個簡單且對開發人員友好的.NET程式庫，旨在使用簡單的C#程式碼生成、編輯和操作PDF。 它允許開發人員直接從HTML、CSS和JavaScript建立PDF文件，這對於動態生成報告、發票或其他文件非常有用。 支持合併、分割，甚至新增密碼或數位簽章等安全功能，IronPDF是一個全面的.NET應用中的PDF生成解決方案。

將IronPDF與AES加密整合

C# AES加密（開發人員如何使用）：圖2 - IronPDF

當您生成敏感報告或文件時，可能需要確保這些PDF中的資料在共享之前被加密。 AES（高級加密標準）加密是安全加密PDF文件內容的理想解決方案。 通過結合IronPDF和AES加密，您可以在保護PDF中的資料的同時，保持對文件本身的操作能力。

步驟1：使用IronPDF建立PDF

使用ChromePdfRenderer類從HTML內容生成PDF並將其保存到文件中：

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");

步驟2：使用AES加密PDF

一旦建立了PDF，就用AES加密它：

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());
    }
}

結論

C# AES加密（開發人員如何使用）：圖3 - 授權

將IronPDF與AES加密整合允許您生成既可存取又加密的動態安全文件。 無論是開發需要安全文件生成的應用，還是管理敏感報告，結合IronPDF和強大加密保護您的資料。 IronPDF簡化了PDF的處理，而AES保證內容保持安全。

IronPDF提供免費試用，讓開發人員在投入之前輕鬆探索其功能。 如果您準備在您的專案中實施IronPDF，授權從$999起，一次性購買。

Jacob Mellor, Chief Technology Officer @ Team Iron
Jacob Mellor
Chief Technology Officer

Jacob Mellor is Chief Technology Officer at Iron Software and a visionary engineer pioneering C# PDF technology. As the original developer behind Iron Software's core codebase, he has shaped the company's product architecture since its inception, transforming it alongside CEO Cameron Rimington into a 50+ person company serving NASA, Tesla, and global government agencies.

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