Question

我想在.NET中以最有效的方式加密大文件（比方说64 GB）。

我将如何实现这一点：

创建AesManaged实例以加密文件流（读取64 GB）
将此流保存到磁盘（因为它要保留在内存中）（写入64 GB）
创建HMACSHA512的实例以计算已保存文件的哈希值（读取64 GB）
使用iv将加密数据保存到磁盘（读取和写入64 GB）

简化的C＃代码：

using (var aesManaged = new AesManaged())
{
    using (var msEncrypt = File.OpenWrite(@"C:\Temp\bigfile.bin.tmp"))
    {
        using (var csEncrypt = new CryptoStream(msEncrypt, encryptor, CryptoStreamMode.Write))
        {
            File.OpenRead(@"C:\Temp\bigfile.bin").CopyTo(csEncrypt);
            new MemoryStream(iv).CopyTo(csEncrypt);
        }
    }
}

using (var hmac = new HMACSHA512(hmacKey))
{
    hmacHash = hmac.ComputeHash(File.OpenRead(@"C:\Temp\bigfile.bin.tmp"));
}

byte[] headerBytes;
using (var memoryStream = new MemoryStream())
{
    var header = new Header
    {
        IV = iv,
        HmacHash = hmacHash
    };
    Serializer.Serialize(memoryStream, header);
    headerBytes = memoryStream.ToArray();
}

using (var newfile = File.OpenWrite(@"C:\Temp\bigfile.bin.enc"))
{
    new MemoryStream(MagicBytes).CopyTo(newfile);
    new MemoryStream(BitConverter.GetBytes(headerBytes.Length)).CopyTo(newfile);
    new MemoryStream(headerBytes).CopyTo(newfile);
    File.OpenRead(@"C:\Temp\bigfile.bin.tmp").CopyTo(newfile);
}

此实施具有缺点，我创建了第二个文件，并且我从磁盘读取多次64 GB 。

有必要吗？如何最小化磁盘IO和RAM配置？

Answer 1

我总是CryptoStream错了，所以请原谅我的伪代码。基本思想是“链接”流，以便将明文复制到执行加密的cryptostream，然后将数据写入执行MACing的cryptoverream，然后写入普通的旧文件流：

using(var encryptedFileStream = File.OpenWrite("..."))        
using(var macCryptoStream = new CryptoStream(encryptedFileStream, mac, CryptoStreamMode.Write))
using(var encryptCryptoStream = new CryptoStream(macCryptoStream, encryptor, CryptoStreamMode.Write))
using(var inputFileStream = File.OpenRead("..."))
    inputFileStream.CopyTo(encryptCryptoStream);

这样，您只需要一次通过64 Gb。

现在，你必须以某种方式将IV和MAC存储在加密文件的开头，所以首先“调整大小”：

using(var encryptedFileStream = File.OpenWrite("..."))   
{
    var offset = YourMagicHeaderLength + IvLength + MacLength;
    encryptedFileStream.SetLength(offset);
    encryptedFileStream.Position = offset;

    // The rest of the code goes here
}

然后，在加密和计算MAC之后，回到最开始并将它们写出来。

AES-Encrypt-then-MAC一个带.NET的大文件

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