c# - C# - RSACryptoServiceProvider 解密为 SecureString 而不是字节数组

Question

我有一个当前返回从字节数组转换的字符串的方法：

public static readonly UnicodeEncoding ByteConverter = new UnicodeEncoding();
public static string Decrypt(string textToDecrypt, string privateKeyXml)
{
    if (string.IsNullOrEmpty(textToDecrypt))
    {
        throw new ArgumentException(
            "Cannot decrypt null or blank string"
        );
    }
    if (string.IsNullOrEmpty(privateKeyXml))
    {
        throw new ArgumentException("Invalid private key XML given");
    }
    byte[] bytesToDecrypt = Convert.FromBase64String(textToDecrypt);
    byte[] decryptedBytes;
    using (var rsa = new RSACryptoServiceProvider())
    {
        rsa.FromXmlString(privateKeyXml);
        decryptedBytes = rsa.Decrypt(bytesToDecrypt, FOAEP);
    }
    return ByteConverter.GetString(decryptedBytes);
}

我正在尝试更新此方法以返回 a SecureString，但我无法将RSACryptoServiceProvider.Decryptfrom的返回值转换byte[]为SecureString。我尝试了以下方法：

var secStr = new SecureString();
foreach (byte b in decryptedBytes)
{
    char[] chars = ByteConverter.GetChars(new[] { b });
    if (chars.Length != 1)
    {
        throw new Exception(
            "Could not convert a single byte into a single char"
        );
    }
    secStr.AppendChar(chars[0]);
}
return secStr;

但是，使用此 SecureString 相等性测试器，结果SecureString不等于SecureString从原始未加密文本构造的结果。我的 Encrypt 和 Decrypt 方法以前工作过，当时我只是string到处使用，而且我还测试了SecureString相等代码，所以我很确定这里的问题是我如何尝试转换byte[]为SecureString. SecureString我应该采取另一条路线来使用 RSA 加密来让我在解密时取回 a吗？

编辑：我不想将字节数组转换为常规字符串，然后将该字符串填充到 aSecureString中，因为这似乎首先破坏了使用 aSecureString的意义。但是，Decrypt返回是否也很糟糕，byte[]然后我试图将该字节数组填充到SecureString? 我猜如果Decrypt返回 a byte[]，那么这是一种传递敏感信息的安全方式，因此将数据的一种安全表示转换为另一种安全表示似乎没问题。

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char 和 byte 可以与强制转换互换使用，因此请修改第二段代码：

var secStr = new SecureString();
foreach (byte b in decryptedBytes)
{
   secStr.AppendChar((char)b);
}

return secStr;

这应该可以正常工作，但请记住，您仍然将未加密的信息带入内存中的“清晰”，因此它可能会受到损害（这有点违背了 a 的目的SecureString）。

**更新**

您的byte[]一些敏感信息不安全。您可以在内存中查看它并查看信息（特别是如果它只是一个字符串）。各个字节将按照字符串的确切顺序，因此“读取”它非常简单。

我自己（实际上大约一个小时前）只是在为同样的问题苦苦挣扎，据我所知，没有好的方法可以直接从解密器转到解密器，SecureString除非解密器经过专门编程以支持此策略。

score 3 · Accepted Answer

我认为问题可能出在您的ByteConvert.GetChars方法上。我在 MSDN 文档中找不到该类或方法。我不确定这是一个错字，还是一个本土功能。无论如何，它很可能没有正确解释字节的编码。相反，请使用UTF8Encoding 的 GetChars 方法。假设它们最初是从 .NET 字符串对象加密的，它将正确地将字节转换回 .NET 字符串。（如果没有，您将希望在与原始字符串匹配的编码GetChars上使用该方法。）

没错，使用数组是最安全的方法。因为您的秘密的解密表示存储在字节或字符数组中，您可以在完成后轻松清除它们，因此您的明文秘密不会留在内存中。这不是完全安全，但比转换为字符串更安全。字符串不能更改，它们会一直保留在内存中，直到在未来某个不确定的时间被垃圾回收。

var secStr = new SecureString();
var chars = System.Text.Encoding.UTF8.GetChars(decryptedBytes);
for( int idx = 0; idx < chars.Length; ++idx )
{
    secStr.AppendChar(chars[idx]);
    # Clear out the chars as you go.
    chars[idx] = 0
}

# Clear the decrypted bytes from memory, too.
Array.Clear(decryptedBytes, 0, decryptedBytes.Length);

return secStr;

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根据Coding Gorilla 的回答，我在我的方法中尝试了以下Decrypt方法：

string decryptedString1 = string.Empty;
foreach (byte b in decryptedBytes)
{
    decryptedString1 += (char)b;
}
string decryptedString2 = ByteConverter.GetString(decryptedBytes);

调试时，decryptedString1和decryptedString2不相等：

decryptedString1    "m\0y\0V\0e\0r\0y\0L\0o\0n\0g\0V\03\0r\0y\05\03\0c\0r\03\07\0p\04\0s\0s\0w\00\0r\0d\0!\0!\0!\0"
decryptedString2    "myVeryLongV3ry53cr37p4ssw0rd!!!"

所以看起来我可以遍历byte[]数组，直接转换为char，然后跳过\0字符。不过，就像 Coding Gorilla 所说的那样，这似乎再次在一定程度上推翻了的观点，因为敏感数据以小块SecureString的形式在内存中浮动。byte有什么建议可以直接RSACryptoServiceProvider.Decrypt返回SecureString吗？

编辑：是的，这有效：

var secStr = new SecureString();
foreach (byte b in decryptedBytes)
{
    var c = (char)b;
    if ('\0' == c)
    {
        continue;
    }
    secStr.AppendChar(c);
}
return secStr;

编辑：更正：这适用于普通的旧英文字符串。加密然后尝试解密字符串"標準語明治維新 english やった"不会按预期工作，因为使用此foreach (byte b in decryptedBytes)技术得到的解密字符串与原始未加密字符串不匹配。

编辑：对两者都使用以下作品：

var secStr = new SecureString();
foreach (char c in ByteConverter.GetChars(decryptedBytes))
{
    secStr.AppendChar(c);
}
return secStr;

这仍然会在内存中留下一个字节数组和一个密码字符数组，这很糟糕。也许我应该找到另一个返回SecureString. ：/

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如果你坚持使用 UTF-16 会怎样？

在内部，.NET（因此，SecureString）使用 UTF-16（双字节）来存储字符串内容。您可以利用这一点，一次将受保护的数据翻译两个字节（即 1 个字符）......

当您加密时，剥离一个 Char，并使用 Encoding.UTF16.GetBytes() 获取您的两个字节，并将这两个字节推送到您的加密流中。相反，当您从加密流中读取时，一次读取两个字节，然后使用 UTF16.GetString() 来获取您的字符。

这可能听起来很糟糕，但它可以防止你的秘密字符串的所有字符都集中在一个地方，并且它为你提供了字符“大小”的可靠性（你不必猜测下一个单个字节是否是一个字符，或双宽字符的 UTF 标记）。观察者无法知道哪个角色与哪个角色搭配，也不知道以何种顺序，因此猜测秘密应该几乎是不可能的。

老实说，这只是一个建议的想法......我将自己尝试一下，看看它有多可行。我的目标是生成扩展方法（SecureString.Encrypt 和 ICrypto.ToSecureString，或类似的东西）。

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使用 System.Encoding.Default.GetString GetString MSDN

于 2010-12-21T20:26:18.130 回答

c# - C# - RSACryptoServiceProvider 解密为 SecureString 而不是字节数组

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