C＃ - RSACryptoServiceProvider解密為SecureString而不是字節數組

Question

我有一個方法，當前返回從字節數組轉換的字符串：

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);
}

我正在嘗試更新此方法而不是返回SecureString ，但是我無法將RSACryptoServiceProvider.Decrypt的返回值從byte[]為SecureString 。 我嘗試了以下方法：

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相等性測試程序 ，生成的SecureString不等於從原始的未加密文本構造的SecureString 。 我的加密和解密方法以前工作，當我只是在任何地方使用string ，我也測試了SecureString相等代碼，所以我很確定這里的問題是我如何嘗試將byte[]轉換為SecureString 。 我應該采用另一種方法來使用RSA加密，這樣我可以在解密時恢復SecureString嗎？

編輯：我不想將字節數組轉換為常規字符串，然后將該字符串填充到SecureString ，因為這似乎首先打敗了使用SecureString的點 。 但是， Decrypt返回byte[]並且然后我嘗試將該字節數組填充到SecureString也是不好的？ 我的猜測是，如果Decrypt返回一個byte[] ，那么這是一種傳遞敏感信息的安全方法，因此將數據的一個安全表示轉換為另一個安全表示似乎沒問題。

Answer 1

我認為問題可能是你的ByteConvert.GetChars方法。 我在MSDN文檔中找不到該類或方法。 我不確定這是錯字還是本土功能。 無論如何，它很可能無法正確解釋字節的編碼。 相反，請使用UTF8Encoding的GetChars方法 。 它將正確地將字節轉換回.NET字符串，假設它們最初是從.NET字符串對象加密的。 （如果沒有，您將需要在與原始字符串匹配的編碼上使用GetChars方法。）

你是對的，使用數組是最安全的方法。 因為您的秘密的解密表示存儲在字節或字符數組中，所以您可以在完成后輕松清除它們，因此您的明文秘密不會留在內存中。 這不是很安全，但比轉換為字符串更安全。 字符串無法更改，並且它們會留在內存中，直到它們在某些不確定的未來時間被垃圾收集。

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;

Answer 2

char和byte可以與cast一起使用，因此修改你的第二塊代碼：

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

return secStr;

這應該可以正常工作，但請記住，您仍然將未加密的信息帶入內存中的“清除”，因此有一點可以讓它受到損害（哪種類型會破壞SecureString的目的）。

** 更新 **

敏感信息的byte[]不安全。 您可以在內存中查看它並查看信息（特別是如果它只是一個字符串）。 單個字節將按照字符串的確切順序排列，因此“讀取”它非常簡單。

我（實際上大約一個小時前）我自己正在努力解決同樣的問題，據我所知，沒有好辦法直接從解密器到SecureString除非解密器專門編程支持這種策略。

Answer 3

根據Coding Gorilla的回答 ，我在Decrypt方法中嘗試了以下內容：

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

調試時， 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!!!"

所以看起來我可以通過byte[]數組，直接轉換為char ，並跳過\\0字符。 就像編碼Gorilla所說的那樣，這似乎再次部分地擊敗了SecureString ，因為敏感數據在內存中以小byte大小的塊浮動。 有關獲取RSACryptoServiceProvider.Decrypt直接返回SecureString建議嗎？

編輯：是的，這工作：

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

編輯：更正：這適用於普通的舊英語字符串。 加密然后嘗試解密字符串"標準語 明治維新 english やった"不能按預期工作，因為使用此foreach (byte b in decryptedBytes) "標準語 明治維新 english やった" foreach (byte b in decryptedBytes)技術生成的解密字符串與原始未加密字符串不匹配。

編輯：使用以下兩種作品：

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

這仍然會在內存中留下一個字節數組和一個密碼的char數組，這很糟糕。 也許我應該找到另一個返回SecureString RSA類。 ：/

Answer 4

如果你堅持使用UTF-16怎么辦？

在內部，.NET（以及SecureString）使用UTF-16（雙字節）來存儲字符串內容。 您可以利用這一點並一次將受保護的數據轉換為兩個字節（即1個字符）...

加密時，剝離Char，然后使用Encoding.UTF16.GetBytes（）獲取兩個字節，並將這兩個字節壓入加密流。 相反，當您從加密流中讀取時，一次讀取兩個字節，並使用UTF16.GetString（）來獲取您的char。

它可能聽起來很糟糕，但它保留了你的秘密字符串中的所有字符都在一個地方，並且它為你提供了字符“大小”的可靠性（你不必猜測下一個字節是否為char，或雙寬字符的UTF標記。 觀察者無法知道哪些角色與哪個角色有關，也無法以何種順序進行，因此猜測秘密幾乎是不可能的。

老實說，這只是一個建議的想法......我即將自己嘗試，看看它有多可行。 我的目標是生成擴展方法（SecureString.Encrypt和ICrypto.ToSecureString，或類似的東西）。

Answer 5

使用System.Encoding.Default.GetString GetString MSDN