用ASP.NET加密Cookie数据

　　Cookie确实在WEB应用方面为访问者和编程者都提供了方便，然而从安全方面考虑是有问题的，首先，Cookie数据包含在HTTP请求和响应的包头里透明地传递，也就是说聪明的人是能清清楚楚看到这些数据的。其次，Cookie数据以Cookie文件格式存储在浏览者计算机的cache目录里，其中就包含有关网页、密码和其他用户行为的信息，那么只要进入硬盘就能打开Cookie文件。图1是一个Cookie文件的内容：

　　如果你未曾留意你的机器里有Cookie文件，可以按下列方法查看：打开IE，选择“工具”菜单里的“Internet选项”，然后在弹出的对话框里点击“设置”按钮，在设置对话框里点击“查看”钮，就会打开一个窗口显示浏览器放在硬盘里的所有缓存数据，其中就有大量的Cookie文件。

　　所以奉劝大家不要将敏感的用户数据存放在Cookie中，要么就通过加密将这些数据保护起来。

　　在以前的ASP版本中没有加密的功能，现在.NET构架在System.Security.Cryptography命名空间里提供了许多加密类可以利用。

　　一、.NET的密码系统概要

　　简单地说，加密就是将原始字符（字节）串转变为完全不同的字符串的处理过程，达到原始字符无法破译的目的。这个处理过程是用另一个字符串（称为“密钥”），采取复杂的、混合的算法，“捣进”原始字符串。有时还使用一个称为“初始向量”的字符串，在密钥捣进之前先打乱目标字符串，预防目标字符串中较明显的内容被识破。加密的功效取决于所用密钥的大小，密钥越长，保密性越强。典型的密钥长度有64位、128位、192位、256位和512位。攻击者唯一的方法是创建一个程序尝试每一个可能的密钥组合，但64位密钥也有72,057,594,037,927,936种组合。

　　目前有两种加密方法：对称加密（或称私有密钥）和非对称加密（或称公共密钥）。对称加密技术的数据交换两边（即加密方和解密方）必须使用一个保密的私有密钥。非对称加密技术中，解密方向加密方要求一个公共密钥，加密方在建立一个公共密钥给解密方后，用公共密钥创建唯一的私有密钥。加密方用私有密钥加密送出的信息，对方用公共密钥解密。保护HTTP传输安全的SSL就是使用非对称技术。

　　我们对Cookie数据的加密采取对称加密法。.NET构架从基本的SymmetricAlgorithm类扩展出来四种算法：

　　·System.Security.Cryptography.DES

　　·System.Security.Cryptography.TripleDES

　　·System.Security.Cryptography.RC2

　　·System.Security.Cryptography.Rijndael

　　下面将示范DES和TripleDES算法。DES的密钥大小限制在64位，但用于Cookie的加密是有效的。TripleDES完成了三次加密，并有一个较大的密钥位数，所以它更安全。使用那一种算法不仅要考虑加密强度，还要考虑Cookie的大小。因为加密后的Cookie数据将变大，并且，密钥越大，加密后的数据就越大，然而Cookie数据的大小限制在4KB，这是一个必须考虑的问题。再者，加密的数据越多或算法越复杂，就会占有更多的服务器资源，进而减慢整个站点的访问速度。

　　二、创建一个简单的加密应用类

　　.NET的所有加密和解密通过CryptoStream类别来处理，它衍生自System.IO.Stream，将字符串作为以资料流为基础的模型，供加密转换之用。下面是一个简单的加密应用类的代码：

　　Imports System.Diagnostics

　　Imports System.Security.Cryptography

　　Imports System.Text

　　Imports System.IO

　　Public Class CryptoUtil

　　'随机选8个字节既为密钥也为初始向量

　　Private Shared KEY_64() As Byte = {42, 16, 93, 156, 78, 4, 218, 32}

　　Private Shared IV_64() As Byte = {55, 103, 246, 79, 36, 99, 167, 3}

　　'对TripleDES，采取24字节或192位的密钥和初始向量

　　Private Shared KEY_192() As Byte = {42, 16, 93, 156, 78, 4, 218, 32, _

　　15, 167, 44, 80, 26, 250, 155, 112, _

　　2, 94, 11, 204, 119, 35, 184, 197}

　　Private Shared IV_192() As Byte = {55, 103, 246, 79, 36, 99, 167, 3, _

　　42, 5, 62, 83, 184, 7, 209, 13, _

　　145, 23, 200, 58, 173, 10, 121, 222}

　　'标准的DES加密

　　Public Shared Function Encrypt(ByVal value As String) As String

　　If value <>"" Then

　　Dim cryptoProvider As DESCryptoServiceProvider = _

　　New DESCryptoServiceProvider()

　　Dim ms As MemoryStream = New MemoryStream()

　　Dim cs As CryptoStream = _

　　New CryptoStream(ms, cryptoProvider.CreateEncryptor(KEY_64, IV_64), _

　　CryptoStreamMode.Write)

　　Dim sw As StreamWriter = New StreamWriter(cs)

　　sw.Write(value)

　　sw.Flush()

　　cs.FlushFinalBlock()

　　ms.Flush()

　　'再转换为一个字符串

　　Return Convert.ToBase64String(ms.GetBuffer(), 0, ms.Length)

　　End If

　　End Function

　　'标准的DES解密

　　Public Shared Function Decrypt(ByVal value As String) As String

　　If value <>"" Then

　　Dim cryptoProvider As DESCryptoServiceProvider = _

　　New DESCryptoServiceProvider()

　　'从字符串转换为字节组

　　Dim buffer As Byte() = Convert.FromBase64String(value)

　　Dim ms As MemoryStream = New MemoryStream(buffer)

　　Dim cs As CryptoStream = _

　　New CryptoStream(ms, cryptoProvider.CreateDecryptor(KEY_64, IV_64), _

　　CryptoStreamMode.Read)

　　Dim sr As StreamReader = New StreamReader(cs)

　　Return sr.ReadToEnd()

　　End If

　　End Function

　　'TRIPLE DES加密

　　Public Shared Function EncryptTripleDES(ByVal value As String) As String

　　If value <>"" Then

　　Dim cryptoProvider As TripleDESCryptoServiceProvider = _

　　New TripleDESCryptoServiceProvider()

　　Dim ms As MemoryStream = New MemoryStream()

　　Dim cs As CryptoStream = _

　　New CryptoStream(ms, cryptoProvider.CreateEncryptor(KEY_192, IV_192), _

　　CryptoStreamMode.Write)

　　Dim sw As StreamWriter = New StreamWriter(cs)

　　sw.Write(value)

　　sw.Flush()

　　cs.FlushFinalBlock()

　　ms.Flush()

　　'再转换为一个字符串

　　Return Convert.ToBase64String(ms.GetBuffer(), 0, ms.Length)

　　End If

　　End Function

　　'TRIPLE DES解密

　　Public Shared Function DecryptTripleDES(ByVal value As String) As String

　　If value <>"" Then

　　Dim cryptoProvider As TripleDESCryptoServiceProvider = _

　　New TripleDESCryptoServiceProvider()

　　'从字符串转换为字节组

　　Dim buffer As Byte() = Convert.FromBase64String(value)

　　Dim ms As MemoryStream = New MemoryStream(buffer)

　　Dim cs As CryptoStream = _

　　New CryptoStream(ms, cryptoProvider.CreateDecryptor(KEY_192, IV_192), _

　　CryptoStreamMode.Read)

　　Dim sr As StreamReader = New StreamReader(cs)

　　Return sr.ReadToEnd()

　　End If

　　End Function

　　End Class

　　上面我们将一组字节初始化为密钥，并且使用的是数字常量，如果你在实际应用中也这样做，这些字节一定要在0和255之间，这是一个字节允许的范围值。

　　三、创建一个Cookie的应用类

　　下面我们就创建一个简单的类，来设置和获取Cookies。

　　Public Class CookieUtil

　　'设置COOKIE *****************************************************

　　'SetTripleDESEncryptedCookie （只针对密钥和Cookie数据）

　　Public Shared Sub SetTripleDESEncryptedCookie(ByVal key As String, _

　　ByVal value As String)

　　key = CryptoUtil.EncryptTripleDES(key)

　　value = CryptoUtil.EncryptTripleDES(value)

　　SetCookie(key, value)

　　End Sub

　　'SetTripleDESEncryptedCookie （增加了Cookie数据的有效期参数）

　　Public Shared Sub SetTripleDESEncryptedCookie(ByVal key As String, _

　　ByVal value As String, ByVal expires As Date)

　　key = CryptoUtil.EncryptTripleDES(key)

　　value = CryptoUtil.EncryptTripleDES(value)

　　SetCookie(key, value, expires)

　　End Sub

　　'SetEncryptedCookie（只针对密钥和Cookie数据）

　　Public Shared Sub SetEncryptedCookie(ByVal key As String, _

　　ByVal value As String)

　　key = CryptoUtil.Encrypt(key)

　　value = CryptoUtil.Encrypt(value)

　　SetCookie(key, value)

　　End Sub

　　'SetEncryptedCookie （增加了Cookie数据的有效期参数）

　　Public Shared Sub SetEncryptedCookie(ByVal key As String, _

　　ByVal value As String, ByVal expires As Date)

　　key = CryptoUtil.Encrypt(key)

　　value = CryptoUtil.Encrypt(value)

　　SetCookie(key, value, expires)

　　End Sub

　　'SetCookie （只针对密钥和Cookie数据）

　　Public Shared Sub SetCookie(ByVal key As String, ByVal value As String)

　　'编码部分

　　key = HttpContext.Current.Server.UrlEncode(key)

　　value = HttpContext.Current.Server.UrlEncode(value)

　　Dim cookie As HttpCookie

　　cookie = New HttpCookie(key, value)

　　SetCookie(cookie)

　　End Sub

　　'SetCookie（增加了Cookie数据的有效期参数）

　　Public Shared Sub SetCookie(ByVal key As String, _

　　ByVal value As String, ByVal expires As Date)

　　'编码部分

　　key = HttpContext.Current.Server.UrlEncode(key)

　　value = HttpContext.Current.Server.UrlEncode(value)

　　Dim cookie As HttpCookie

　　cookie = New HttpCookie(key, value)

　　cookie.Expires = expires

　　SetCookie(cookie)

　　End Sub

　　'SetCookie （只针对HttpCookie）

　　Public Shared Sub SetCookie(ByVal cookie As HttpCookie)

　　HttpContext.Current.Response.Cookies.Set(cookie)

　　End Sub

　　'获取COOKIE *****************************************************

　　Public Shared Function GetTripleDESEncryptedCookieValue(ByVal key As String) _

　　As String

　　'只对密钥加密

　　key = CryptoUtil.EncryptTripleDES(key)

　　'获取Cookie值

　　Dim value As String

　　value = GetCookieValue(key)

　　'解密Cookie值

　　value = CryptoUtil.DecryptTripleDES(value)

　　Return value

　　End Function

　　Public Shared Function GetEncryptedCookieValue(ByVal key As String) As String

　　'只对密钥加密

　　key = CryptoUtil.Encrypt(key)

　　'获取Cookie值

　　Dim value As String

　　value = GetCookieValue(key)

　　'解密Cookie值

　　value = CryptoUtil.Decrypt(value)

　　Return value

　　End Function

　　Public Shared Function GetCookie(ByVal key As String) As HttpCookie

　　'编码密钥

　　key = HttpContext.Current.Server.UrlEncode(key)

　　Return HttpContext.Current.Request.Cookies.Get(key)

　　End Function

　　Public Shared Function GetCookieValue(ByVal key As String) As String

　　Try

　　'编码在GetCookie里完成

　　'获取Cookie值

　　Dim value As String

　　value = GetCookie(key).Value

　　'解码所存储的值

　　value = HttpContext.Current.Server.UrlDecode(value)

　　Return value

　　Catch

　　End Try

　　End Function

　　End Class

　　上面的设置功能中，有些功能附加提供了Cookie有效期这个参数。不设置该参数，Cookie将只为浏览器会话才保存在内存中。为了设置永久的Cookie，就需要设置有效期参数。

　　上面我们对密钥和Cookies值进行了编码与解码，其原因是Cookies与URLs有同样的限制，字符“=”和“；”是保留的，不能使用。这在保存加密后的数据时尤其重要，因为加密算法将添加“=”，按所分配块的大小来填满该数据块。

　　好了，你会保护Cookies数据了吧？