保存登录信息的Cookie加密技术

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所有需要账户登录的website 基本都会想到这样一个问题，如何保持用户在一定时间内登录有效。

最近本人就在项目中遇到这样的需求，某些页面只能Admin账户登录后访问，当登录Admin账户后如何才能保持登录信息呢？

用Cookie或者Session来保存登录信息已经是一种比较成熟的技术。但是对于账户信息如果把明文放在Cookie里面显然是非常危险的。

今天给大家分享一下自己在项目中用到的一些加密解密技术。

Cookie 是以key-value的形式存数据。对于账户信息而言最简单的是 UserName 和 Password

如果以明文的形式放到Cookie 比如

UserName=fakeUser

Password=fakePsd

考虑到安全性的问题，显然没有任何website会这样做。

那么是否可以把这几个字段都加密呢？

对 Key 的加密

对key字段像UserName, Password只需要在Server端加密并保存即可，甚至都无需还原成明文。

public static string MD5Hash(string

input)
{
byte[] data = Encoding.UTF8.GetBytes(input.Trim().ToLowerInvariant());
using (var md5 = new MD5CryptoServiceProvider())
{
data = md5.ComputeHash(data);
} var ret = new StringBuilder();
foreach (byte b in data)
{
ret.Append(b.ToString("x2").ToLowerInvariant());
} return ret.ToString();
}

例如计算出UserName 和 Password的 MD5 hash 值，Cookie形式就可以表示成

ee11cbb19052e40b07aac0ca060c23ee=fakeUser

5f4dcc3b5aa765d61d8327deb882cf99=fakePsd

相比没有加密前安全性是不是高了那么一点点，但这肯定还是不够。我们最终的目标是对所有字段加密。

对Value的加密

对value字段加密就不能是单向的，试想一下如果在Server端对用户名加密放到Cookie再传到Client端，看起来OK. 当Client端的cookie再传回Server端时，如果不能解密Encode后的用户名那么Cookie就等于失效了。

一个非常简单的算法就是用过异或来实现加密解密，比如提供一个秘钥 X，

encode_data = data ^ X

decode_data = encode_data ^ X

则 data == decode_data.

目前 .NET 提供不了不少对称加密算法都直接以dll 的形式给出了。.NET 中提供的对称加密算法都继承基类SymmetricAlgorithm

具体代码可以直接调用他们的子类像

TripleDESCryptoServiceProvider

RijndaelManaged

MSDN 上已经提供了的代码案例，这里就不再给出Test Sample.

为了能够灵活的运用到项目中本人就封装了一些接口

// 定义加密解密的接口
public interface IEncryptionProvider
{
byte[] Key { get; }
byte[] IV { get; }
Encoding Encoding { get; }
string Encrypt(string data);
string Decrypt(string encodeData);
}

//加密解密抽象基类
public abstract class BaseEncryptionProvider : IEncryptionProvider
{
protected byte[] _keyBytes;
protected byte[] _IVBytes; public byte[] Key
{
get
{
if (this._keyBytes == null)
{
this.GenerateKeyIV();
} return this._keyBytes;
}
} public byte[] IV
{
get
{
if (this._IVBytes == null)
{
this.GenerateKeyIV();
} return this._IVBytes;
}
} private Encoding _encoding;
public Encoding Encoding
{
get { return this._encoding ?? Encoding.UTF8; }
set { this._encoding = value; }
} public string Encrypt(string data)
{
if (string.IsNullOrEmpty(data))
{
throw new ArgumentNullException("data");
} byte[] bytes = this.Encoding.GetBytes(data); var encodedBytes = this.EncryptImpl(bytes); return this.PostEncrypt(encodedBytes);
} public string Decrypt(string encodeData)
{
if (string.IsNullOrEmpty(encodeData))
{
throw new ArgumentNullException("encodeData");
} var bytes = this.PreDecrypt(encodeData); var decodeBytes = this.DecryptImpl(bytes); return this.Encoding.GetString(decodeBytes);
} //加密算法的实现函数
protected abstract byte[] EncryptImpl(byte[] bytes); //解密算法的实现函数
protected abstract byte[] DecryptImpl(byte[] bytes); public virtual string PostEncrypt(byte[] bytes)
{
return System.Convert.ToBase64String(bytes);
} public virtual byte[] PreDecrypt(string input)
{
return System.Convert.FromBase64String(input);
} public abstract void GenerateKeyIV();
}

//异或加密算法类
public class EOREncryptionProvider : BaseEncryptionProvider
{
private string _key;
public EOREncryptionProvider(string key)
{
if (string.IsNullOrEmpty(key))
{
throw new ArgumentNullException("key");
} this._key = key;
} public override void GenerateKeyIV()
{
this._keyBytes = this.Encoding.GetBytes(this._key);
this._IVBytes = this.Encoding.GetBytes(this._key);
} //考虑到秘钥长度以及数据长度等因素具体实现算法多种多样
protected override byte[] EncryptImpl(byte[] dataBytes)
{
int dataLength = dataBytes.Length;
int keyLength = this.Key.Length; for (var i = ; i < dataLength; i++)
{
if (i < keyLength)
{
dataBytes[i] ^= this.Key[i];
}
else
{
dataBytes[i] ^= this.Key[keyLength - ];
}
} return dataBytes;
} protected override byte[] DecryptImpl(byte[] dataBytes)
{
int dataLength = dataBytes.Length;
int IVLength = this.IV.Length; for (var i = ; i < dataLength; i++)
{
if (i < IVLength)
{
dataBytes[i] ^= this.IV[i];
}
else
{
dataBytes[i] ^= this.IV[IVLength - ];
}
} return dataBytes;
}
}

// .Net 内置加密算法的封装
public class SymmetricAlgoEncryptionProvider : BaseEncryptionProvider
{
private SymmetricAlgorithm _symmetricAlgorithm;
public SymmetricAlgoEncryptionProvider(SymmetricAlgorithm providerImpl)
{
if (providerImpl == null)
{
throw new ArgumentNullException("providerImpl");
} this._symmetricAlgorithm = providerImpl;
this._symmetricAlgorithm.Padding = PaddingMode.ISO10126;
} protected override byte[] EncryptImpl(byte[] bytes)
{
byte[] encryptedData; using (var input = new MemoryStream(bytes))
using (var output = new MemoryStream())
{
var encryptor = this._symmetricAlgorithm.CreateEncryptor(this.Key, this.IV); using (var cryptStream = new CryptoStream(output, encryptor, CryptoStreamMode.Write))
{
var buffer = new byte[];
var read = input.Read(buffer, , buffer.Length);
while (read > )
{
cryptStream.Write(buffer, , read);
read = input.Read(buffer, , buffer.Length);
}
cryptStream.FlushFinalBlock();
encryptedData = output.ToArray();
}
} return encryptedData;
} protected override byte[] DecryptImpl(byte[] bytes)
{
byte[] result;
using (var input = new MemoryStream(bytes))
using (var output = new MemoryStream())
{
var decryptor = this._symmetricAlgorithm.CreateDecryptor(this.Key, this.IV);
using (var cryptStream = new CryptoStream(input, decryptor, CryptoStreamMode.Read))
{
var buffer = new byte[];
var read = cryptStream.Read(buffer, , buffer.Length);
while (read > )
{
output.Write(buffer, , read);
read = cryptStream.Read(buffer, , buffer.Length);
}
cryptStream.Flush();
result = output.ToArray();
}
} return result;
} public override void GenerateKeyIV()
{
this._symmetricAlgorithm.GenerateKey();
this._symmetricAlgorithm.GenerateIV(); this._keyBytes = this._symmetricAlgorithm.Key;
this._IVBytes = this._symmetricAlgorithm.IV;
}

}

最后可以这样调用

static void Main(string[] args)
{
IEncryptionProvider provider = new EOREncryptionProvider("this is the key");
string data = "fakeUser";
string encodeData = provider.Encrypt(data);
Console.WriteLine("encodeData:{0}", encodeData);
string decodeData = provider.Decrypt(encodeData);
Console.WriteLine("decodeData:{0}", decodeData); provider = new SymmetricAlgoEncryptionProvider(new TripleDESCryptoServiceProvider());
encodeData = provider.Encrypt(data);
Console.WriteLine("encodeData:{0}", encodeData);
decodeData = provider.Decrypt(encodeData);
Console.WriteLine("decodeData:{0}", decodeData);
}

最后Cookie形式就可以表示成

ee11cbb19052e40b07aac0ca060c23ee=EgkCFnUaFlI

5f4dcc3b5aa765d61d8327deb882cf99=vDwCZGvezDfudh91hRsiow

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