解决DESCryptoServiceProvider加解密时弱密钥异常
DES算法的密钥是8字节，由于其算法的特性所致，有一些密钥是不安全的，比如0xFF0xFF0xFF0xFF0xFF0xFF0xFF0xFF，
用该密钥对数据进行加密与解密运算，得到的结果是一样的，这样的密钥被称为弱密钥。在.NET中我们一般用DESCryptoServiceProvider
来进行DES运算，但是该类会去检测传入的密钥是否为弱密钥，如果是，就直接抛出异常。先看下面的代码：
1 public static string DESEncode(byte[] str, byte[] key)
2 {
3 DESCryptoServiceProvider des = new DESCryptoServiceProvider();
4 des.Mode = CipherMode.ECB;
5 des.Padding = PaddingMode.None;
6 des.Key = key;
7 ICryptoTransform desCrypt = des.CreateEncryptor();
8 byte[] result = desCrypt.TransformFinalBlock(str, 0, str.Length);
9 return BitConverter.ToString(result).Replace("-", "");
10 }
上面的代码网上到处能找到，但是如果你传入0xFF0xFF0xFF0xFF0xFF0xFF0xFF0xFF这样的密钥，在des.Key = key;这一行就会抛出
“不能为弱密钥”的异常。这在正常情况下是没问题的，微软为我们考虑的很周到，强制我们不要用安全性低的弱密钥。但是有时需求是万变
的，比如你操作的是一个硬件设备，往它里面写入一个密钥，但是厂家规定了第一次写入时必须用8个0xFF密钥进行加密，后面就用原密钥加密后
写入（银行的金融POS机几乎都是这种模式的），那岂不是就没法用C#来操作了吗？
我之前也是这么认为的，甚至都决定用C写个DES算法（这个网上有现成的），编译成DLL后用C#去调用。后来想到了反射，去绕过弱密钥的检测。
于是我先反编译了DESCryptoServiceProvider.Key这个属性的set方法，看看里面做了什么操作：
1 public override byte[] Key
2 {
3 set
4 {
5 if (value == null)
6 {
7 throw new ArgumentNullException("value");
8 }
9 if (!base.ValidKeySize(value.Length * 8))
10 {
11 throw new ArgumentException(Environment.GetResourceString("Cryptography_InvalidKeySize"));
12 }
13 if (IsWeakKey(value))
14 {
15 throw new CryptographicException(Environment.GetResourceString("Cryptography_InvalidKey_Weak"), "DES");
16 }
17 if (IsSemiWeakKey(value))
18 {
19 throw new CryptographicException(Environment.GetResourceString("Cryptography_InvalidKey_SemiWeak"), "DES");
20 }
21 base.KeyValue = (byte[]) value.Clone();
22 base.KeySizeValue = value.Length * 8;
23 }
24 }
Key这个属性是DESCryptoServiceProvider的父类DES类的属性。果然，我们在里面发现了检测弱密钥的代码if (IsWeakKey(value))和
if (IsSemiWeakKey(value))，后者是检测半弱密钥的。那么抛除前面的检测语句，真正有作用的只有这两句
1 base.KeyValue = (byte[]) value.Clone();
2 base.KeySizeValue = value.Length * 8;
那么，下面的事情就明朗了，用反射去对这两个属性进行赋值
1 public static string DESEncode(byte[] str, byte[] key)
2 {
3 DESCryptoServiceProvider des = new DESCryptoServiceProvider();
4 des.Mode = CipherMode.ECB;
5 des.Padding = PaddingMode.None;
6
7 FieldInfo fi = des.GetType().GetField("KeyValue", BindingFlags.Instance | BindingFlags.NonPublic);
8 fi.SetValue(des, key);
9 fi = des.GetType().GetField("KeySizeValue", BindingFlags.Instance | BindingFlags.NonPublic);
10 fi.SetValue(des, key.Length * 8);
11
12 ICryptoTransform desCrypt = des.CreateEncryptor();
13 byte[] result = desCrypt.TransformFinalBlock(str, 0, str.Length);
14 return BitConverter.ToString(result).Replace("-", "");
15 }
这时发现des.CreateEncryptor()这句还是抛出弱密钥异常，继续反编译
1 public virtual ICryptoTransform CreateEncryptor()
2 {
3 return this.CreateEncryptor(this.Key, this.IV);
4 }
1 public override ICryptoTransform CreateEncryptor(byte[] rgbKey, byte[] rgbIV)
2 {
3 if (DES.IsWeakKey(rgbKey))
4 {
5 throw new CryptographicException(Environment.GetResourceString("Cryptography_InvalidKey_Weak"), "DES");
6 }
7 if (DES.IsSemiWeakKey(rgbKey))
8 {
9 throw new CryptographicException(Environment.GetResourceString("Cryptography_InvalidKey_SemiWeak"), "DES");
10 }
11 return this._NewEncryptor(rgbKey, base.ModeValue, rgbIV, base.FeedbackSizeValue, CryptoAPITransformMode.Encrypt);
12 }
它里面果然又进行了一次弱密钥判断，最终调用的是_NewEncryptor这个私有方法，于是就要反射去调用它。注意参数里的rgbIV是向量，
feedbackSize不清楚是干嘛的，但是这两个参数在ECB加解密模式下是不需要的，可以随便传。CryptoAPITransformMode这个枚举是internal的,
一样要用反射去得到。最终的代码如下：
1 public static string DESEncode(byte[] str, byte[] key)
2 {
3 DESCryptoServiceProvider des = new DESCryptoServiceProvider();
4 des.Padding = PaddingMode.None;
5
6 Type t = Type.GetType("System.Security.Cryptography.CryptoAPITransformMode");
7 object obj = t.GetField("Encrypt", BindingFlags.Instance | BindingFlags.Static | BindingFlags.Public | BindingFlags.NonPublic | BindingFlags.DeclaredOnly).GetValue(t);
8
9 MethodInfo mi = des.GetType().GetMethod("_NewEncryptor", BindingFlags.Instance | BindingFlags.NonPublic);
10 ICryptoTransform desCrypt = (ICryptoTransform)mi.Invoke(des, new object[] { key, CipherMode.ECB, null, 0, obj });
11
12 byte[] result = desCrypt.TransformFinalBlock(str, 0, str.Length);
13 return BitConverter.ToString(result).Replace("-", "");
14 }
以上是DES的加密代码，DES的解密、3DES的加解密与之类似，就不一一写了。
posted @ 2011-11-26 16:00 小小娟 阅读(1232) 评论(1) 编辑
