保存登錄信息的Cookie加密技術

所有需要賬戶登錄的website 基本都會想到這樣一個問題， 如何保持用戶在一定時間內登錄有效。

最近本人就在項目中遇到這樣的需求，某些頁面只能Admin賬戶登錄后訪問， 當登錄Admin賬戶后如何才能保持登錄信息呢？

用Cookie或者Session來保存登錄信息已經是一種比較成熟的技術。但是對於賬戶信息如果把明文放在Cookie里面顯然是非常危險的。

今天給大家分享一下自己在項目中用到的一些加密解密技術。

Cookie 是以key-value的形式存數據。對於賬戶信息而言最簡單的是 UserName 和 Password

如果以明文的形式放到Cookie 比如

UserName=fakeUser

Password=fakePsd

考慮到安全性的問題，顯然沒有任何website會這樣做。

那么是否可以把這幾個字段都加密呢？

對 Key 的加密

對key字段像UserName, Password只需要在Server端加密並保存即可，甚至都無需還原成明文。

 

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();
        }

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

ee11cbb19052e40b07aac0ca060c23ee=fakeUser

5f4dcc3b5aa765d61d8327deb882cf99=fakePsd

相比沒有加密前安全性是不是高了那么一點點，但這肯定還是不夠。我們最終的目標是對所有字段加密。

對Value的加密

對value字段加密就不能是單向的，試想一下如果在Server端對用戶名加密放到Cookie再傳到Client端， 看起來OK. 當Client端的cookie再傳回Server端時，如果不能解密Encode后的用戶名那么Cookie就等於失效了。

一個非常簡單的算法就是用過異或來實現加密解密，比如提供一個秘鑰 X，

encode_data = data ^ X

decode_data = encode_data ^ X

則 data == decode_data.

目前 .NET 提供不了不少對稱加密算法都直接以dll 的形式給出了。.NET 中提供的對稱加密算法都繼承基類SymmetricAlgorithm

具體代碼可以直接調用他們的子類像

TripleDESCryptoServiceProvider

RijndaelManaged

MSDN 上已經提供了的代碼案例，這里就不再給出Test Sample.

為了能夠靈活的運用到項目中本人就封裝了一些接口

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

 

    //加密解密抽象基類
    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);
        }

        //加密算法的實現函數
         protected abstract byte[] EncryptImpl(byte[] bytes);

        //解密算法的實現函數
         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();
    }

 

    //異或加密算法類   
     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);
        }

        //考慮到秘鑰長度以及數據長度等因素 具體實現算法多種多樣
         protected override byte[] EncryptImpl(byte[] dataBytes)
        {
            int dataLength = dataBytes.Length;
            int keyLength = this.Key.Length;

            for (var i = 0; i < dataLength; i++)
            {
                if (i < keyLength)
                {
                    dataBytes[i] ^= this.Key[i];
                }
                else
                {
                    dataBytes[i] ^= this.Key[keyLength - 1];
                }
            }

            return dataBytes;
        }

        protected override byte[] DecryptImpl(byte[] dataBytes)
        {
            int dataLength = dataBytes.Length;
            int IVLength = this.IV.Length;

            for (var i = 0; i < dataLength; i++)
            {
                if (i < IVLength)
                {
                    dataBytes[i] ^= this.IV[i];
                }
                else
                {
                    dataBytes[i] ^= this.IV[IVLength - 1];
                }
            }

            return dataBytes;
        }
    }

 

    // .Net 內置加密算法的封裝
    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[1024];
                    var read = input.Read(buffer, 0, buffer.Length);
                    while (read > 0)
                    {
                        cryptStream.Write(buffer, 0, read);
                        read = input.Read(buffer, 0, 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[1024];
                    var read = cryptStream.Read(buffer, 0, buffer.Length);
                    while (read > 0)
                    {
                        output.Write(buffer, 0, read);
                        read = cryptStream.Read(buffer, 0, 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;
        }

    }

最后可以這樣調用

        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

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5f4dcc3b5aa765d61d8327deb882cf99=vDwCZGvezDfudh91hRsiow

 

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