基于随笔画的加解密系统

Question

A．菜单设计
绘图部分要求用户能够通过鼠标在窗体中进行随笔绘画。窗体菜单的功能选择应至少包括：绘图，加密，解密。同时还需设置子菜单供用户选择调整线条类型，线条颜色等。
加密部分要求提供文件保存对话框让用户选择文件名和保存位置。
解密部分要求提供文件打开对话框让用户选择加密文件。B．加解密实现
a．生成对称密钥：可以选择使用Aes.Create(）方法生成对称密钥和初始化向量（IV)。并使用AES算法对绘图数据进行加密，加密后的数据存储在文件中。
b．生成非对称密钥对：生成RSA密钥对，并使用RSA算法加密对称密钥和iv。将加密的对称密钥、IV和绘图数据写入文件。
c．读取加密数据：读取分离出加密的对称密钥、IV和加密的绘图数据，使用RSA私钥解密对称密钥和IV。
d．解密绘图数据：使用解密得到的对称密钥和IV解密绘图数据。进而从解密后的数据中恢复绘图点，并重新绘制图像。
目前已经实现了A.菜单设计，如何通过加密键“加密ToolStripMenultem”和解密键“解密ToolStripMenultem”实现加密和解密？

Answer 1

引自免费微信小程序：皆我百晓生

要实现基于随笔画的加解密系统，你需要在C#中使用Windows Forms结合加密算法。下面是一个概要步骤和代码示例，用于实现加密和解密功能。

加密功能实现

首先，确保你已经导入了必要的命名空间：

using System.Security.Cryptography;
using System.IO;

接下来，定义加密过程。当用户点击“加密”菜单项时，执行以下代码：

private void encryptToolStripMenuItem_Click(object sender, EventArgs e)
{
    // 1. 获取绘图数据（假设你已经有了绘图数据列表）
    List<Point> drawingPoints = GetDrawingPoints();

    // 2. 生成对称密钥和IV
    using (Aes aes = Aes.Create())
    {
        byte[] symmetricKey = aes.Key;
        byte[] iv = aes.IV;

        // 3. 使用AES加密绘图数据
        byte[] encryptedData = EncryptData(drawingPoints, aes);

        // 4. 生成非对称密钥对
        RSACryptoServiceProvider rsa = new RSACryptoServiceProvider();
        byte[] encryptedSymmetricKey = rsa.Encrypt(symmetricKey, false);
        byte[] encryptedIv = rsa.Encrypt(iv, false);

        // 5. 保存加密的数据和密钥到文件
        SaveEncryptedDataToFile(encryptedSymmetricKey, encryptedIv, encryptedData);
    }
}

private byte[] EncryptData(List<Point> points, Aes aes)
{
    using (MemoryStream ms = new MemoryStream())
    {
        using (CryptoStream cs = new CryptoStream(ms, aes.CreateEncryptor(), CryptoStreamMode.Write))
        {
            BinaryWriter writer = new BinaryWriter(cs);
            foreach (var point in points)
            {
                writer.Write(point.X);
                writer.Write(point.Y);
            }
            writer.Close();
        }
        return ms.ToArray();
    }
}

private void SaveEncryptedDataToFile(byte[] encryptedSymmetricKey, byte[] encryptedIv, byte[] encryptedData)
{
    SaveFileDialog saveFileDialog = new SaveFileDialog();
    if (saveFileDialog.ShowDialog() == DialogResult.OK)
    {
        string filePath = saveFileDialog.FileName;
        using (FileStream fs = File.OpenWrite(filePath))
        {
            BinaryWriter writer = new BinaryWriter(fs);
            writer.Write(encryptedSymmetricKey.Length);
            writer.Write(encryptedSymmetricKey);
            writer.Write(encryptedIv.Length);
            writer.Write(encryptedIv);
            writer.Write(encryptedData.Length);
            writer.Write(encryptedData);
            writer.Close();
        }
    }
}

解密功能实现

当用户点击“解密”菜单项时，执行以下代码：

private void decryptToolStripMenuItem_Click(object sender, EventArgs e)
{
    OpenFileDialog openFileDialog = new OpenFileDialog();
    if (openFileDialog.ShowDialog() == DialogResult.OK)
    {
        string filePath = openFileDialog.FileName;
        byte[] encryptedSymmetricKey, encryptedIv, encryptedData;
        LoadEncryptedDataFromFile(filePath, out encryptedSymmetricKey, out encryptedIv, out encryptedData);

        // 1. 使用RSA私钥解密对称密钥和IV
        RSACryptoServiceProvider rsa = new RSACryptoServiceProvider();
        rsa.ImportParameters(GetPrivateKeyParameters()); // 假设你有私钥参数
        byte[] symmetricKey = rsa.Decrypt(encryptedSymmetricKey, false);
        byte[] iv = rsa.Decrypt(encryptedIv, false);

        // 2. 使用解密得到的对称密钥和IV解密绘图数据
        List<Point> drawingPoints = DecryptData(encryptedData, symmetricKey, iv);

        // 3. 在窗体上重新绘制图像
        DrawPointsOnForm(drawingPoints);
    }
}

private void LoadEncryptedDataFromFile(string filePath, out byte[] encryptedSymmetricKey, out byte[] encryptedIv, out byte[] encryptedData)
{
    encryptedSymmetricKey = null;
    encryptedIv = null;
    encryptedData = null;

    using (FileStream fs = File.OpenRead(filePath))
    {
        BinaryReader reader = new BinaryReader(fs);
        int keyLength = reader.ReadInt32();
        encryptedSymmetricKey = reader.ReadBytes(keyLength);
        int ivLength = reader.ReadInt32();
        encryptedIv = reader.ReadBytes(ivLength);
        int dataLength = reader.ReadInt32();
        encryptedData = reader.ReadBytes(dataLength);
        reader.Close();
    }
}

private List<Point> DecryptData(byte[] encryptedData, byte[] symmetricKey, byte[] iv)
{
    List<Point> points = new List<Point>();
    using (Aes aes = Aes.Create())
    {
        aes.Key = symmetricKey;
        aes.IV = iv;
        using (MemoryStream ms = new MemoryStream(encryptedData))
        {
            using (CryptoStream cs = new CryptoStream(ms, aes.CreateDecryptor(), CryptoStreamMode.Read))
            {
                BinaryReader reader = new BinaryReader(cs);
                while (reader.PeekChar() > -1)
                {
                    points.Add(new Point(reader.ReadInt32(), reader.ReadInt32()));
                }
                reader.Close();
            }
        }
    }
    return points;
}

private void DrawPointsOnForm(List<Point> points)
{
    // 根据points列表在窗体上绘制图像
    // 这里省略具体实现
}

这个示例展示了如何使用AES和RSA加密算法以及如何读写文件来保存和加载加密数据。你需要根据实际情况调整代码，例如获取绘图数据、私钥参数和在窗体上绘制图像的具体实现。