为什么我不能在 MonoTouch 上使用一个加密器来加密多个字符串？

Question

我使用以下（精简的）类来加密一些数据，然后再将其从 iPad 应用程序发送到 WCF Web 服务。

public class FlawedAlgorithm
{
    protected static byte[] key = { 42, 42, 42, 42, 42, 42, 42, 42, 42, 42, 42, 42, 42, 42, 42, 42 };
    protected static byte[] vector = { 13, 37, 13, 37, 13, 37, 13, 37, 13, 37, 13, 37, 13, 37, 13, 37 };
    protected ICryptoTransform encryptor, decryptor;
    protected UTF8Encoding encoder;

    public FlawedAlgorithm()
    {
        using (var rijndael = new RijndaelManaged())
        {
            this.encryptor = rijndael.CreateEncryptor(key, vector);
            this.decryptor = rijndael.CreateDecryptor(key, vector);
        }

        this.encoder = new UTF8Encoding();
    }

    public string Encrypt(string unencrypted)
    {
        var buffer = this.encoder.GetBytes(unencrypted);

        return Convert.ToBase64String(Encrypt(buffer));
    }

    public string Decrypt(string encrypted)
    {
        var buffer = Convert.FromBase64String(encrypted);

        return this.encoder.GetString(Decrypt(buffer));
    }

    private byte[] Encrypt(byte[] buffer)
    {
        var encryptStream = new MemoryStream();

        using (var cryptoStream = new CryptoStream(encryptStream, this.encryptor, CryptoStreamMode.Write))
        {
            cryptoStream.Write(buffer, 0, buffer.Length);
        }

        return encryptStream.ToArray();
    }

    private byte[] Decrypt(byte[] buffer)
    {
        var decryptStream = new MemoryStream();

        using (var cryptoStream = new CryptoStream(decryptStream, this.decryptor, CryptoStreamMode.Write))
        {
            cryptoStream.Write(buffer, 0, buffer.Length);
        }

        return decryptStream.ToArray();
    }
}

当我在服务器和 iPad 上运行以下代码时，两者都会打印相同的加密字符串。

var algorithm = new FlawedAlgorithm();

Console.WriteLine(algorithm.Encrypt("Some string"));

但是，当我尝试加密第二个值时，服务器和 iPad 上的结果不同。

var algorithm = new FlawedAlgorithm();

// The first encryption still functions correctly.
Console.WriteLine(algorithm.Encrypt("Some string"));

// This second encryption produces a different value on the iPad.
Console.WriteLine(algorithm.Encrypt("This text is a bit longer"));

当我在服务器上解密有偏差的 iPad 结果时，解密的字符串的一部分是乱码。来自服务器的加密结果正确解密。

如果我为每个调用创建一个新的 FlawedAlgorithm 实例，则问题不会自行显现，例如：

// These statements produce the correct results on the iPad.
Console.WriteLine(new FlawedAlgorithm().Encrypt("Some string"));
Console.WriteLine(new FlawedAlgorithm().Encrypt("This text is a bit longer"));

这使我认为问题出在所涉及对象的状态中的某个位置。我已检查 Encrypt(string) 方法中的 buffer 变量，并且 UTF8Encoding 实例生成的值是正确的。这意味着加密器字段（或其底层实现）是罪魁祸首。

当我开始改变第一个加密值的大小时，我可以看到第二个加密调用的结果发生变化。这可能意味着流的某些部分没有被正确清除或覆盖。但是 FlawedAlgorithm 类使用的流不是其状态的一部分；它们在每次方法调用时重新创建。而且 cryptor 对象看起来不像是管理自己的流的类型。

还有其他人遇到过类似的问题吗？ RijndaelManaged 类是否有缺陷？或者 MonoTouch 中是否存在一些与此加密示例无关的流和内存管理陷阱？

PS：我已经在iPad和iPad模拟器上进行了测试；两者都表现出这种奇怪的行为。

Answer 1

使用 .NET 加密时，您必须始终检查 ICryptoTransform.CanReuseTransform（或假设它将返回 false）。如果它返回 false，则您无法重复使用相同的加密器/解密器，并且必须创建新实例。

跳过此检查意味着框架中的任何更改（或通过配置文件，因为加密是可插入的）可能会在将来破坏您的应用程序。

您可以使用类似的方法：

 ICryptoTransform Decryptor {
    get {
       if (decryptor == null || !decryptor.CanReuseTransform)
          decryptor = rijndael.CreateDecryptor (key, vector);
        return decryptor;
    }
 }

向加密例程的调用者隐藏这种复杂性。