[英]AES-Encrypt-then-MAC a large file with .NET
我想以.NET中最有效的方式加密一个大文件(比如说64 GB)。
我将如何实现这一点:
AesManaged
实例以加密文件流(读取64 GB) HMACSHA512
实例以计算保存文件的哈希(读取64 GB) 简化的C#代码:
using (var aesManaged = new AesManaged())
{
using (var msEncrypt = File.OpenWrite(@"C:\Temp\bigfile.bin.tmp"))
{
using (var csEncrypt = new CryptoStream(msEncrypt, encryptor, CryptoStreamMode.Write))
{
File.OpenRead(@"C:\Temp\bigfile.bin").CopyTo(csEncrypt);
new MemoryStream(iv).CopyTo(csEncrypt);
}
}
}
using (var hmac = new HMACSHA512(hmacKey))
{
hmacHash = hmac.ComputeHash(File.OpenRead(@"C:\Temp\bigfile.bin.tmp"));
}
byte[] headerBytes;
using (var memoryStream = new MemoryStream())
{
var header = new Header
{
IV = iv,
HmacHash = hmacHash
};
Serializer.Serialize(memoryStream, header);
headerBytes = memoryStream.ToArray();
}
using (var newfile = File.OpenWrite(@"C:\Temp\bigfile.bin.enc"))
{
new MemoryStream(MagicBytes).CopyTo(newfile);
new MemoryStream(BitConverter.GetBytes(headerBytes.Length)).CopyTo(newfile);
new MemoryStream(headerBytes).CopyTo(newfile);
File.OpenRead(@"C:\Temp\bigfile.bin.tmp").CopyTo(newfile);
}
此实现的缺点是,我创建了第二个文件,并从磁盘读取了64 GB的多次数据 。
有必要吗? 如何最小化磁盘IO和内存分配?
我总是CryptoStream
,所以请原谅我的伪代码。 基本思想是“串流”流,以便将纯文本复制到进行加密的加密流,然后将数据写入进行MACing的加密流,然后将其写入普通的旧文件流:
using(var encryptedFileStream = File.OpenWrite("..."))
using(var macCryptoStream = new CryptoStream(encryptedFileStream, mac, CryptoStreamMode.Write))
using(var encryptCryptoStream = new CryptoStream(macCryptoStream, encryptor, CryptoStreamMode.Write))
using(var inputFileStream = File.OpenRead("..."))
inputFileStream.CopyTo(encryptCryptoStream);
这样,您只需要单次通过64 Gb。
现在,您必须以某种方式将IV和MAC存储在加密文件的开头,因此首先“调整大小”:
using(var encryptedFileStream = File.OpenWrite("..."))
{
var offset = YourMagicHeaderLength + IvLength + MacLength;
encryptedFileStream.SetLength(offset);
encryptedFileStream.Position = offset;
// The rest of the code goes here
}
然后,在对MAC进行加密和计算之后,倒退到最开始并写出它们。
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