newdcm.Cryptor 1.0.6

1. 常用的加解密方法及hash值计算方法

1.1 AESCryptHelper类

AES对称加密与解密的工具类

  string sourceStr = "要加密的串";
  string key = "encryptKey密钥";
  string iv = "iv偏移量";
  string cryptBase64Str = AESCryptHelper.Encrypt(sourceStr,key,iv);
  string sourceStr = AESCryptHelper.Decrypt(cryptBase64Str,key,iv);

1.2 HashHelper类

常用的Hash值计算方法，包括计算字符串，本地文件，流的Md5,SHA1,SHA256等类型的Hash值

 var algorithm = MD5.Create();
 // var algorithm = SHA1.Create();
 // var algorithm = SHA256.Create();
 // 计算字符串md5值
 string md5Str = await HashHelper.Instance().ComputeStringHash("原串",algorithm);
 // 获取文件md5值（此方法进行了效率优化，50M以下的直接获取hash，50M以上的采用流式计算）
 string filePath = "D:\\1.txt";
 string fileMd5 = await HashHelper.Instance().ComputeFileHash(filePath,algorithm);
 // 同时获取文件的md5,sha1与sha256值（高效流式分块计算）
 var fileHashAll = await HashHelper.Instance().ComputeFileAllHash(filePath);
 string md5OfFile = fileHashAll.Item1;
 string sha1OfFile = fileHashAll.Item2;
 string sha256OfFile = fileHashAll.Item3;
 //另外就是针对stream类型的hash计算
 //HashHelper.Instance().ComputeStreamHash(stream,algorithm); //直接计算
 //HashHelper.Instance().ComputeStreamHash2(stream,algorithm); //高效流式分块计算
 //HashHelper.Instance().ComputeAllHash(stream);//高效流式分块计算三种hash返回

1.3 SM2Helper类

SM2国密非对称加密算法辅助类（无状态版本）

支持：密钥对生成、公钥加密、私钥解密、私钥签名、公钥验签

特点：

• 无状态静态类，所有方法均为静态方法，支持依赖注入
• 适用于客户端用公钥加密，服务端用私钥解密的场景
• 支持SM2签名与验签功能
• 支持PEM格式密钥导出
• 可用于加密SM4对称密钥或其他敏感信息

// 1. 生成SM2密钥对
var (publicKey, privateKey) = SM2Helper.GenerateKeys();
Console.WriteLine($"生成的公钥：{publicKey}");
Console.WriteLine($"生成的私钥：{privateKey}");

// 2. 公钥加密（客户端使用）
string plainText = "今天我，寒夜里看雨飘过，转着冷却了的心窝漂远方";
string cipherText = SM2Helper.EncryptWithPublicKey(publicKey, plainText);
Console.WriteLine($"SM2密文：{cipherText}");

// 3. 私钥解密（服务端使用）
string decryptedText = SM2Helper.DecryptWithPrivateKey(privateKey, cipherText);
Console.WriteLine($"解密后：{decryptedText}");

// 4. 私钥签名（服务端使用）
string dataToSign = "精诚所至，金石也不开！";
string signature = SM2Helper.SignWithPrivateKey(privateKey, dataToSign);
Console.WriteLine($"对[{dataToSign}]进行SM2签名，签名值：{signature}");

// 5. 公钥验签（客户端使用）
bool isValid = SM2Helper.VerifyWithPublicKey(publicKey, dataToSign, signature);
Console.WriteLine($"验签结果：{isValid}");

// 6. 导出PEM格式密钥
string publicKeyPem = SM2Helper.ExportPublicKeyToPem(publicKey);
string privateKeyPem = SM2Helper.ExportPrivateKeyToPem(privateKey);
Console.WriteLine($"公钥PEM格式：\n{publicKeyPem}");
Console.WriteLine($"私钥PEM格式：\n{privateKeyPem}");

1.4 SM3Helper类

SM3国密哈希算法辅助类（纯静态版本）

支持：字符串哈希、文件哈希、流哈希、带盐哈希、HMAC-SM3

特点：

• 无状态静态类，所有方法均为静态方法
• 支持可选盐值，增强安全性
• 支持多种输出格式：十六进制（64位）、Base64、字节数组
• 支持文件异步哈希计算，避免阻塞
• 支持HMAC-SM3，可用于API签名
• 支持快速数据指纹生成

// 1. 字符串哈希
string sourceStr = "今天是一个非常好的天气，万里无云，乌云密布";

// 十六进制格式（64位）
string hexHash = SM3Helper.ComputeHashHex(sourceStr);
Console.WriteLine($"十六进制哈希：{hexHash}");

// Base64格式
string base64Hash = SM3Helper.ComputeHashBase64(sourceStr);
Console.WriteLine($"Base64哈希：{base64Hash}");

// 字节数组格式
byte[] hashBytes = SM3Helper.ComputeHash(sourceStr);

// 2. 带盐哈希
string salt = "随机盐值";
string hexHashWithSalt = SM3Helper.ComputeHashHex(sourceStr, salt);
string base64HashWithSalt = SM3Helper.ComputeHashBase64(sourceStr, salt);

// 3. 文件哈希
string filePath = "z:\\1demo.rar";

// 十六进制格式（异步）
string fileHexHash = await SM3Helper.ComputeFileHashHexAsync(filePath);
Console.WriteLine($"文件十六进制哈希：{fileHexHash}");

// Base64格式（异步）
string fileBase64Hash = await SM3Helper.ComputeFileHashBase64Async(filePath);
Console.WriteLine($"文件Base64哈希：{fileBase64Hash}");

// 带盐的文件哈希
string fileHexHashWithSalt = await SM3Helper.ComputeFileHashHexAsync(filePath, salt);

// 同步方法
byte[] fileHashBytes = SM3Helper.ComputeFileHash(filePath);

// 4. Stream流哈希
using (var stream = File.OpenRead(filePath))
{
    string streamHexHash = await SM3Helper.ComputeStreamHashHexAsync(stream);
    string streamBase64Hash = await SM3Helper.ComputeStreamHashBase64Async(stream);
    
    // 流式哈希完成后需要重新定位流位置
    stream.Seek(0, SeekOrigin.Begin);
    byte[] streamHashBytes = await SM3Helper.ComputeStreamHashAsync(stream);
}

// 同步方法
using (var stream = File.OpenRead(filePath))
{
    byte[] streamHash = SM3Helper.ComputeStreamHash(stream);
}

// 5. HMAC-SM3（用于API签名）
string message = "要签名的消息";
byte[] hmacKey = Encoding.UTF8.GetBytes("HMAC密钥");

string hmacHex = SM3Helper.HmacSm3Hex(message, hmacKey);
string hmacBase64 = SM3Helper.HmacSm3Base64(message, hmacKey);
Console.WriteLine($"HMAC-SM3十六进制：{hmacHex}");
Console.WriteLine($"HMAC-SM3 Base64：{hmacBase64}");

// 6. 验证哈希值
string original = "原始数据";
string computedHash = SM3Helper.ComputeHashHex(original);

// 验证字符串哈希
bool isValid = SM3Helper.VerifyHash(original, computedHash);
Console.WriteLine($"哈希验证结果：{isValid}");

// 验证文件哈希
string fileHash = await SM3Helper.ComputeFileHashHexAsync(filePath);
bool isFileValid = await SM3Helper.VerifyFileHashAsync(filePath, fileHash);
Console.WriteLine($"文件哈希验证结果：{isFileValid}");

// 7. 快速数据指纹（前16字节，Base64格式）
string data = "需要生成指纹的数据";
string fingerprint = SM3Helper.GetFingerprint(data);
Console.WriteLine($"数据指纹：{fingerprint}");

// 带盐的指纹
string fingerprintWithSalt = SM3Helper.GetFingerprint(data, salt);

1.5 SM4Helper类

SM4国密对称加密算法辅助类（纯静态版本）

支持：密钥生成、IV生成、CBC/ECB/CTR/GCM模式加解密

特点：

• 无状态静态类，所有方法均为静态方法，支持依赖注入
• CBC模式：自动管理IV，密文中包含IV（推荐用于普通数据）
• GCM模式：认证加密模式，Nonce错误或密文被篡改时会抛出异常（推荐用于高安全场景）
• CTR模式：流式加密，适合大文件，支持自动或手动管理IV
• ECB模式：不推荐用于普通数据加密（仅用于密钥材料加密）
• 支持文件流式加解密，避免内存溢出

// 1. 生成密钥和IV
string sm4Key = SM4Helper.GenerateKeyBase64();           // 生成16字节随机密钥
string sm4Iv = SM4Helper.GenerateIVBase64();             // 生成16字节随机IV
string nonce = SM4Helper.GenerateGCMNonceBase64();       // 生成12字节GCM Nonce

// 2. CBC模式（自动管理IV，推荐）
string plainText = "长亭外 古道边 芳草碧连天";
string cbcCipher = SM4Helper.EncryptCBC(sm4Key, plainText);      // 加密（IV自动拼接）
string cbcPlain = SM4Helper.DecryptCBC(sm4Key, cbcCipher);       // 解密（自动提取IV）

// 3. GCM模式（认证加密，推荐高安全场景）
string gcmCipher = SM4Helper.EncryptGCMWithNonce(sm4Key, nonce, plainText); // 加密
string gcmPlain = SM4Helper.DecryptGCMWithNonce(sm4Key, nonce, gcmCipher);  // 解密

// 使用错误的Nonce会抛出异常
// string wrongNonce = SM4Helper.GenerateGCMNonceBase64();
// string wrongPlain = SM4Helper.DecryptGCMWithNonce(sm4Key, wrongNonce, gcmCipher); // 异常！

// 4. CTR模式（自动管理IV，适合大文件/流式加密）
string ctrCipher = SM4Helper.EncryptCTR(sm4Key, plainText);      // 加密（IV自动拼接）
string ctrPlain = SM4Helper.DecryptCTR(sm4Key, ctrCipher);       // 解密（自动提取IV）

// 5. CTR模式（手动指定IV，IV需要自行管理）
string ctrWithIvCipher = SM4Helper.EncryptCTRWithIV(sm4Key, sm4Iv, plainText); // 加密
string ctrWithIvPlain = SM4Helper.DecryptCTRWithIV(sm4Key, sm4Iv, ctrWithIvCipher); // 解密

// 6. ECB模式（不推荐，仅用于密钥材料加密）
string ecbCipher = SM4Helper.EncryptECB(sm4Key, plainText);      // ECB加密
string ecbPlain = SM4Helper.DecryptECB(sm4Key, ecbCipher);       // ECB解密

// 7. 文件加密（CTR模式，自动管理IV）
string inputFile = "z:\\1demo.rar";
string encryptedFile = "z:\\encrypted.bin";
string decryptedFile = "z:\\decrypted.rar";

await SM4Helper.EncryptFileAsync(sm4Key, inputFile, encryptedFile);      // 加密文件
await SM4Helper.DecryptFileAsync(sm4Key, encryptedFile, decryptedFile);   // 解密文件

// 8. 文件加密（手动指定IV）
await SM4Helper.EncryptFileAsync(sm4Key, inputFile, encryptedFile, sm4Iv);      // 加密（指定IV）
await SM4Helper.DecryptFileAsync(sm4Key, encryptedFile, decryptedFile, sm4Iv);   // 解密（指定相同IV）

// 9. 流式加解密（适用于超大文件或网络流）
using (var inputStream = File.OpenRead(inputFile))
using (var outputStream = File.Create(encryptedFile))
{
    SM4Helper.EncryptStream(sm4Key, inputStream, outputStream);  // 加密流
}

using (var inputStream = File.OpenRead(encryptedFile))
using (var outputStream = File.Create(decryptedFile))
{
    SM4Helper.DecryptStream(sm4Key, inputStream, outputStream);  // 解密流
}