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.NET Core

MayMeow.Cryptography

.NET の暗号化ライブラリを扱うラッパーです。

ko-fi

インストール

このライブラリは NuGet パッケージ マネージャーでプロジェクトにインストールできます。

Install-Package MayMeow.Cryptography -Version 1.1.0

または dotnet CLI でもインストールできます。

dotnet add package MayMeow.Cryptography --version 1.1.0

その他のインストール方法については本プロジェクトの NuGet ページをご参照ください。

使い方

このライブラリを使う

プロジェクトで次のように using を追加します。

using MayMeow.Cryptography;

AES 暗号化（共通鍵方式）

  • 共通鍵暗号方式です
  • NSA により承認・使用されています
  • 大量データの暗号化において DES や 3DES より高速です
  • 元の名称は「Rijndael」で、Advanced Encryption Standard の選定後に AES として名付けられました

AES を初期化し、新しいキーと IV を生成します。AES は暗号化と復号に同じ鍵を使用する共通鍵暗号です。

AES aes = new AES();

string AesKey = aes.GetAesKey();
string AesIV = aes.GetIV();

暗号化は次のように行います。

string AesEncrypted = AES.Encrypt(message, AesKey, AesIV);

復号は次のとおりです。

string AesDecrypted = AES.Decrypt(AesEncrypted, AesKey);

上記の例では、生成した未保護の鍵をそのまま暗号化に使用しています。

RSA 暗号化（公開鍵方式）

  • 2 つの大きな素数を用いて強力な暗号化を実現します Wikipedia
  • 公開鍵でデータを暗号化します
  • 秘密鍵でデータを復号します
  • 「誰でもメッセージを暗号化できるが、復号できるのは自分だけにしたい。復号鍵は誰とも共有したくない」といった要件を満たします

まず RSA を初期化し、公開鍵と秘密鍵を作成します。

RSA rsa = new RSA(RSA.KEY_SIZE);

string pubKey = TextConversion.Base64Encode(rsa.GetPublicKey());
string privKey = TextConversion.Base64Encode(rsa.GetPrivateKey());

暗号化と復号は次のように簡単に行えます。

string message = "Hello world";
string encryptedText = RSA.Encrypt(message, RSA.SetKeyFromString(pubKey));
string plainText = RSA.Decrypt(encryptedText, RSA.SetKeyFromString(privKey));

保護された鍵による AES GCM 暗号化（公開鍵方式と共通鍵方式の組み合わせ）

これは、暗号化に使用する鍵自体を RSA で保護する、より高度な例です。RSA は公開鍵暗号で、公開鍵で暗号化し、復号は（多くの場合パスワードで保護された）秘密鍵で行います。重要：秘密鍵は決して共有しないでください。

RSA 鍵の初期化

RSA rsa = new RSA(RSA.KEY_SIZE);

string pubKey = TextConversion.Base64Encode(rsa.GetPublicKey());
string privKey = TextConversion.Base64Encode(rsa.GetPrivateKey());

GCM 暗号化に用いる鍵と AAD を初期化します。

// Create AES Keys
byte[] key = new byte[16];
RandomNumberGenerator.Fill(key);

byte[] aad = new byte[32];
RandomNumberGenerator.Fill(aad);

次に、鍵を保護します。

byte[] encryptedAeskey = RSA.EncryptBytes(key, RSA.SetKeyFromString(pubKey));

使用前に復号します。

byte[] decryptedAesKey = RSA.DecryptBytes(encryptedAeskey, RSA.SetKeyFromString(privKey));

上記の鍵は公開鍵暗号で保護されています。秘密鍵は決して共有しないでください。

暗号化・復号は最初の例と同様です。

byte[] encryptedData = GCM.Encrypt(dataToEncrypt, key, aad);
byte[] decryptedData = GCM.Decrypt(encryptedData, decryptedAesKey, aad);

文字列を暗号化する場合は次のとおりです。

byte[] encryptedStringData = GCM.Encrypt(Encoding.UTF8.GetBytes(stringToEncrypt), key, aad);

復号も同様です。

RSA を用いた署名と検証（いわゆるデジタル署名）

  • 秘密鍵でデータに署名します
  • 公開鍵で署名を検証します
  • なりすましや改ざんの検知が重要なケースでよく使われます
  • 認証・完全性・否認防止を暗号的に提供します

詳細は Wikipedia をご参照ください。

RSA パラメータの初期化（鍵の取得）

まず公開鍵と秘密鍵を用意します。やり方は RSA 暗号化 と同様です。あるいは、次のようにランダムに生成したものを使うこともできます。

RSA rsa = new RSA(RSA.KEY_SIZE);
RSAParameters key = rsa.GetRSAParameters(true);

上記のメソッドは、1.3.0 以降のバージョンで、RSA 関連のタスクすべてでご利用いただけます。

次に、以下のようにデータへ署名します（秘密鍵で署名します）。

byte[] signedData = RSA.HashAndSignBytes(dataToSign, key);

// if you using method with keys provided from string use
byte[] signedData = RSA.HashAndSignBytes(dataToSign, RSA.SetKeyFromString(privKey));

検証は次のとおりです（公開鍵で検証します）。

// will be TRUE if your data wasn't modified from time of your signature, otherwise it will be FALSE
bool isVerified = RSA.VerifySignedHash(dataToSign, key);

// if you using method with keys provided from string use
bool isVerified = RSA.VerifySignedHash(dataToSign, RSA.SetKeyFromString(pubKey));

PBKDF2 による鍵導出

この機能は、パスワードから鍵（例：秘密鍵のロック解除用）を導出するために使用します。詳細は Wikipedia をご参照ください。

鍵を導出するには、次のスニペットを使用します。

// string password = "my$up3r$3cr3tP4$$w0rd1";
// string salt = "8VySCxa42j9McSqGjZxCVQnH4x4rSZszEL9YQT3VkZ75xbBD";
var derivedKey = PBKDF2.keyDerivate(password, salt, 1024, 10);

License MIT