加密/解密初學者問題

Question

我從來沒有做過任何加密或解密，所以我決定跳進去嘗試做一些類似於 FolderLock 的東西。 以下題多為設計題，但夾雜一些編碼題。

http://www.newsoftwares.net/folderlock/

無論如何，我還處於初始階段，並且有一些初步問題。

1. 加密文件夾時，實際上是在加密文件夾內的所有文件，而不是文件夾本身，因為文件夾無法加密。 那是對的嗎？

2. 另外，我已經編寫了我的加密/解密代碼，但我想同時包含一個密碼。 我的計划是，當用戶選擇一個文件夾/文件進行加密時，讓他們設置一個密碼，該密碼將鏈接到解密文件夾/文件所需的密鑰。 好主意還是壞主意？ 有人有更好的建議嗎？ 我正在討論為程序本身設置一個密碼，該密碼也可以解鎖任何加密的文件/文件夾......

3. 如何更改 Windows 7 中的文件夾（我已加密）以在打開時詢問密碼，而不僅僅是打開並顯示所有加密文件？

4. 最后，當你加密一個文件時，（我的代碼目前是如何編寫的）你最終會得到你加密的原始文件和該文件的加密版本。 我確定我知道這個問題的答案，但是我要刪除原始版本並保留加密版本嗎？ 如果由於某種原因解密失敗並且我沒有文件備份怎么辦？ 我也應該創建文件備份嗎？

感謝您的幫助，我確實嘗試用谷歌搜索上述問題，但似乎大多數這樣做的人都比我高得多。 所以我沒有找到很多有用的答案。

編輯：讓我解釋一下，雖然我正在嘗試創建類似於 FolderLock 的東西，但這只是為了我的教育。 我不是想創建一個商業上可行的應用程序，只是在做一些有趣的事情並同時學習。

Answer 1

如何加密文件和文件夾並不是一個只有一個答案的問題。 當我們談論 Windows 環境時，您可以在大約三個不同的級別加密文件：

1. 硬盤加密：在這種情況下，您將加密整個硬盤，這意味着整個磁盤都已加密。 BitLocker就是一個例子。 在這種情況下，您將加密除主引導記錄之外的所有內容。 寫入硬盤的每個字節都經過加密，包括操作系統。

2. 過濾器驅動程序或文件系統加密：您可以編寫自己的過濾器驅動程序或文件系統驅動程序，以便在將文件寫入磁盤時選擇性和透明地加密和解密文件。 大多數以業務為目標的加密解決方案都提供這種功能。 Microsoft 有自己的加密文件系統形式的解決方案。 這樣做的好處是它與操作系統更好地集成，加密的文件和文件夾在所有其他應用程序中看起來就像普通文件。 TrueCrypt是另一個執行這種加密的程序，它是開源的，所以你可能想看看它。

3. 應用程序級別加密：您還可以在應用程序級別加密文件。 如果您不編寫自己的過濾器驅動程序，您將無法超越此級別。 這意味着您加密文件的方式與使用 WinZip 壓縮文件的方式類似。 其他應用程序可以看到加密文件作為不同格式的文件，而不是原始格式。 本質上，它與使用 WinZip/WinRAR 壓縮文件沒有太大區別，只是不是壓縮而是加密它。 如果你用 WinZip 壓縮一個文件夾，它仍然會被壓縮成一個文件。 如果您要在此級別進行加密，則與加密相同。 您可以為 Windows Explorer 編寫 shell 擴展，使其“看起來”像一個文件夾，但本質上它仍然是一個文件，您將無法從另一個應用程序“另存為..”到該文件夾中。 例如，如果您雙擊該文件，您可能還需要提供一個用於瀏覽文件夾的 GUI。

我假設您正在尋找編寫一個將在應用程序級別進行加密的應用程序。 在這種情況下，您應該意識到我上面提到的這種方法的局限性。

至於你的問題：

1. 您可以將文件夾加密到一個容器中，再想想 WinZip/WinRar，或者您可以將文件夾中的每個文件單獨加密到單獨的文件中。

2. 對於密碼/密鑰的使用，我的建議是使用隨機密鑰來加密實際數據。 然后，您使用從一個或多個密碼派生的密鑰在單獨的密鑰槽中加密此密鑰。 這將允許您為一個文件設置多個密碼。 至於算法，我推薦 AES-128，因為它是一種經過充分驗證且速度非常快的算法。 要使用 AES，您需要創建具有特定長度的密鑰和 IV（每個 AES-128 128 位）。 創建這些密鑰的最佳方法是將Rfc2898DeriveBytes與用戶輸入的實際密碼一起使用。 不要忘記HMAC ，您應該使用它來驗證文件的實際解密是否正確。 您可以使用 HMAC 僅驗證隨機密鑰是否已正確解密，這意味着您無需對整個內容運行 HMAC。

3. 為此，您需要編寫一個 shell 擴展，但這只會讓您到目前為止。 例如，您將無法將 word 中的文件保存到加密文件夾中，因為這實際上只是加密文件的容器格式。

4. 我建議您將其留給用戶來創建文件備份。 任何被刪除的文件也應該被安全地擦除，因為簡單的刪除不足以從文件系統中刪除文件的所有痕跡。

Answer 2

1. 文件夾只是文件的集合。 就您的應用程序而言，它可以只加密文件夾的內容。
2. 您應該使用密碼來派生密鑰。 在 .NET 中，您可以使用Rfc2898DeriveBytes來做到這一點。 這意味着您甚至沒有存儲密鑰。 密碼是鑰匙。 如果可以避免，切勿自己保留鑰匙。 這樣，攻擊者的唯一選擇就是蠻力； 逆向工程不會產生任何有用的東西。
3. 您可能必須編寫一個shell 擴展來做到這一點。 那是完全不同的主題。 （我希望您對 COM 互操作/PInvoke 感到滿意）。
4. 這一切都取決於您想要多少“驗證”。 例如，您可以計算原始文件的 SHA-256 hash； 加密它； 然后解密它； hash 解密文件； 並確保哈希匹配。 訣竅是將所有這些作為原子操作來完成。 您可能還希望存儲未加密文件的 SHA-256（即使在刪除未加密內容之后），以便稍后解密時； 您可以驗證它是否正確完成。 在這種情況下，您使用 hash 作為校驗和。

Answer 3

1. 是和不是。 文件系統有加密標志，可以應用於文件夾。 這很重要，因為在該文件夾中創建的新文件將被自動加密。 但是，文件夾本身並未加密。

2. 我不太明白......如果它像 TrueCrypt 一樣工作，那么這是個好主意。

3. 哪個密碼？ Anyway, if it is your encryption method, then you must dig deep into Windows Shell API and objects, and I am not quite sure that such extension is possible with .NET (I think I read somewhere that it is not, actually that it would from我忘記失敗的某些原因）

4. 我不明白為什么解密會失敗。 顯然任何事情都可能發生故障，包括硬盤驅動器，但是每個文件都可能發生故障，您無法避免這種情況。