Question

我决定在我的服务中实现文件传输的加密。之前的文件传输没有加密，它们以完全相同的字节数完美地发送和接收。

现在我已经在混合中引入了asymmetrical和symmetrical加密，以便在数据通过TCP协议时加密数据。我使用asymmetrical进行初始握手，将symmetrical密钥传递给由asymmetric公钥加密的另一方。从那时起，文件的接收者定期呼叫发送者，并且发送者生成新的initialization vector，使用symmetric密钥加密数据，并将其发送以由接收者使用解密IV和相同的symmetric密钥。

我使用的块大小是2mb，这样生成的块的字节大小（最后一个变化的块除外）是2097152。当AES使用PaddingMode.PKCS7和CipherMode.CBC加密此文件时，生成的字节大小为2097168。它在加密过程中获得了大约16个字节。

现在我最初认为这是我的问题所在，但是当我在接收端解密数据时，它会回到2097152字节长度并将其写入文件。我已经向自己证明它确实加密和解密了数据。

在足够小的文件上，从原始文件到发件人的文件大小似乎完全相同。但是，当我升级到更大的文件大小时，存在一种不确定性。在大小为26,246,026 bytes的视频文件（来自Windows 7安装的Wildlife.wmv）上，我收到了26,246,218 bytes的完成转移。

为什么会出现这种尺寸差异？我在这里做错了什么？

这是我的一些代码。

对于我的加密，我使用以下类加密或解密，以字节数组的形式返回结果。

public class AesCryptor
{
    public byte[] Encrypt(byte[] data, byte[] key, byte[] iv)
    {
        using (SymmetricAlgorithm aes = new AesManaged())
        {
            aes.Key = key;
            aes.IV = iv;
            aes.Padding = PaddingMode.PKCS7;
            aes.Mode = CipherMode.CBC;

            using (ICryptoTransform encryptor = aes.CreateEncryptor(key, iv))
            {
                return Crypt(data, key, iv, encryptor);
            }
        }
    }

    public byte[] Decrypt(byte[] data, byte[] key, byte[] iv)
    {
        using (SymmetricAlgorithm aes = new AesManaged())
        {
            aes.Key = key;
            aes.IV = iv;
            aes.Padding = PaddingMode.PKCS7;
            aes.Mode = CipherMode.CBC;

            using (ICryptoTransform decryptor = aes.CreateDecryptor(key, iv))
            {
                return Crypt(data, key, iv, decryptor);
            }
        }
    }

    private byte[] Crypt(byte[] data, byte[] key, byte[] iv, ICryptoTransform transform)
    {
        using (MemoryStream memoryStream = new MemoryStream())
        {
            using (CryptoStream cryptoStream = new CryptoStream(memoryStream, transform, CryptoStreamMode.Write))
            {
                cryptoStream.Write(data, 0, data.Length);
                cryptoStream.FlushFinalBlock();
            }
            return memoryStream.ToArray();
        }
    }
}

文件的发件人正在使用此代码加密数据（在私有对称密钥握手之后）（以及与实际加密过程无关的更多内容。请注意chunkedFile.NextChunk（）。调用正在为我执行文件分块的类的方法，返回2mb块大小，除非最终大小更小。

        byte[] buffer;
        byte[] iv = new byte[symmetricEncryptionBitSize / 8];
        using (var rngCrypto = new RNGCryptoServiceProvider())
            rngCrypto.GetBytes(iv);

        AesCryptor cryptor = new AesCryptor();

        buffer = cryptor.Encrypt(chunkedFile.NextChunk(), symmetricPrivateKey, iv);

下面的代码是文件接收者使用的代码（不是全部代码，这与解密数据有关）。数据正被写入文件流（writer）。

                    FileMessage message = hostChannel.ReceiveFile();
                    moreChunks = message.FileMetaData.MoreChunks;

                    UpdateTotalBytesTransferred(message);

                    writer.BaseStream.Position = filePosition;

                    byte[] decryptedStream;

                    // Copy the message stream out to a memory stream so we can work on it afterwards.
                    using (var memoryStream = new MemoryStream())
                    {
                        message.ChunkData.CopyTo(memoryStream);
                        decryptedStream = cryptor.Decrypt(memoryStream.ToArray(), symmetricPrivateKey, message.FileMetaData.InitializationVector);
                    }

                    writer.Write(decryptedStream);

顺便说一句，如果需要，NextChunk是一个非常简单的方法。

        public byte[] NextChunk()
    {
        if (MoreChunks) // If there are more chunks, procede with the next chunking operation, otherwise throw an exception.
        {
            byte[] buffer;
            using (BinaryReader reader = new BinaryReader(File.OpenRead(FilePath)))
            {
                reader.BaseStream.Position = CurrentPosition;
                buffer = reader.ReadBytes((int)MaximumChunkSize);
            }
            CurrentPosition += buffer.LongLength; // Sets the stream position to be used for the next call.

            return buffer;
        }
        else
            throw new InvalidOperationException("The last chunk of the file has already been returned.");
    }

编辑：似乎对于每个传输的块，因此每次加密，我的文件大小增加了16bytes。对于非常小的文件大小，这不会发生。

Answer 1

我解决了这个问题。

事实证明我在消息数据中发送了加密块数据的chunkLength。因此，对于我发送的每个块，即使我解密并写入了正确的filedata，我也按照加密数据的长度推进了流的位置。这意味着每次我解密时，当传输超过1个块时（这就是为什么只有1个块大小的小文件没有问题）我在文件大小上添加了16个字节。

帮助我的人可能无法解决这个问题，因为我没有在客户端或服务器端包含所有数据来查看。但幸好我自己设法回答了。

在发件人方面，我正在创建我的FileMessage。

            FileMessage message = new FileMessage();
            message.FileMetaData = new FileMetaData(chunkedFile.MoreChunks, chunkedFile.ChunkLength, chunkedFile.CurrentPosition, iv);
            message.ChunkData = new MemoryStream(buffer);

如果你看到FileMetaData构造函数的第二个参数，我传入的chunkedFile.ChunkLength应该是块的长度。我在加密的块数据上执行此操作，导致发送不正确的块长度。

另一方面，客户正在接收这些额外信息。如果你看近尾，你会看到代码filePosition += message.FileMetaData.ChunkLength;。我正在使用那个错误的chunkLength来提升档案位置。事实证明，甚至不需要设置streamPosition。

using (BinaryWriter writer = new BinaryWriter(File.OpenWrite(fileWritePath)))
            {
                writer.BaseStream.SetLength(0);

                while (moreChunks)
                {
                    FileMessage message = hostChannel.ReceiveFile();
                    moreChunks = message.FileMetaData.MoreChunks;

                    UpdateTotalBytesTransferred(message);

                    writer.BaseStream.Position = filePosition;

                    byte[] decryptedStream;

                    // Copy the message stream out to a memory stream so we can work on it afterwards.
                    using (var memoryStream = new MemoryStream())
                    {
                        message.ChunkData.CopyTo(memoryStream);
                        Debug.WriteLine("Received Encrypted buffer Length: " + memoryStream.Length);
                        decryptedStream = cryptor.Decrypt(memoryStream.ToArray(), symmetricPrivateKey, message.FileMetaData.InitializationVector);
                        Debug.WriteLine("Received Decrypted buffer Length: " + decryptedStream.Length);
                    }

                    writer.Write(decryptedStream);

                    TotalBytesTransferred = message.FileMetaData.FilePosition;

                    filePosition += message.FileMetaData.ChunkLength;
                }

                OnTransferComplete(this, EventArgs.Empty);
                StopSession();
            }

这么简单的错误，但根本没有快速向我跳过。

AES加密和解密导致文件与原始文件不同

1 个答案: