Question

我正准备使用One Time Pad构建一个简单的聊天应用程序。我已经制作了算法，并对消息进行加密，我需要某种双面相同的密钥材料。应该通过物理接触（例如USB加密狗）来发生密钥材料的分发。所以我想制作一些非常大的随机密钥文件，这两个客户端可以用来进行通信。所以我的问题是：

我需要一个非常安全的随机数/字符串生成器，你知道我可以在C＃中使用哪些好的吗？
当我使用这么大的文件时，如何避免将整个文件加载到内存中，因为我打算读取一大块密钥材料（例如1 MB），然后在读取时将其从文件中删除，所以相同的密钥不会被使用两次。

Answer 1

我应该从这开始：我认为这是一个有趣的或锻炼项目 - 而不是尝试创造真正安全的东西。

正如owlstead所说：使用RNGCryptoServiceProvider。
如果您反向使用，则从文件中删除使用过的密钥材料要容易得多。如果需要加密1024个字节，请从文件中读取最后1024个字节并将其截断。简化：

byte[] Encrypt(byte[] plain){
  using (FileStream keyFile = new FileStream(FileName, FileMode.Open))
  {
    keyFile.Seek(-plain.Length, SeekOrigin.End);
    byte[] key = new byte[plain.Length];
    keyFile.Read(key, 0, plain.Length);    
    byte[] encrypted = new byte[plain.Length];
    for(int i=0;i<plain.Length;i++){
      encrypted[i] = (byte) (plain[i] ^ key[plain.Length - 1 - i]);
    } 
    keyFile.SetLength(keyFile.Length - plain.Length);   
    return encrypted;
  }      
}

Answer 2

您正在尝试解决已经解决的问题：使用AES几乎肯定与使用One Time Pad一样安全。在这种情况下，您的密钥变为16个字节（尽管您需要NONCE或IV，具体取决于模式）。

您需要使用安全随机数生成器RNGCryptoServiceProvider。
使用MemoryMappedFile将文件读入内存。

只是（原子地）将偏移量存储在文件中。例如。使用同一文件中的前8个字节来存储ulong类型，以便在需要时进行同步。除了你真正想要的字节数之外，你可以在文件中写入零。请注意，例如使用SSD，您实际上可能无法覆盖物理数据。

Answer 3

你设计的几乎肯定不是一次性垫。生成大量真正的随机字节远非繁琐的任务。如果你真的必须沿着那条路走下去，那么你应该花几千美元在硬件卡上。即使是加密质量的C＃RNG也无法生成那种真正的随机数据。它可以足够安全地生成短密钥，但没有足够的熵输入来生成大量真正的随机数据。一旦熵耗尽，其输出将恢复为伪随机，您不再拥有一次性打击垫。

正如@owlstead所说，在CBC或CTR模式下使用AES。这是安全的，容易获得的，不是由业余爱好者设计的。

具有大型随机密钥文件的One Time Pad聊天应用程序

3 个答案: