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C#实现AES-CBC加密工具类（含完整源码及使用教程）

news 来源：原创 2025/8/21 13:24:06

一、AES-CBC加密应用场景

AES（Advanced Encryption Standard）作为全球公认的安全加密标准，广泛使用在以下场景：

API通信加密：保护HTTP接口传输的敏感数据（如身份令牌、支付信息）
文件安全存储：加密本地配置文件、数据库连接字符串等
用户隐私保护：加密存储密码、身份证号等PII（个人身份信息）
跨平台数据交换：与Java/Python等其他语言实现的加密系统互通
物联网设备通信：保障设备与控制端的数据传输安全

其中CBC模式（密码块链模式）通过引入初始化向量（IV），能有效防止相同明文生成相同密文的问题，安全性优于ECB模式。

二、工具类完整实现代码

using System;
using System.IO;
using System.Text;
using System.Security.Cryptography;/// <summary>
/// AES-CBC加密工具类（128/192/256位密钥）
/// </summary>
public static class AesCbcHelper
{/// <summary>/// AES加密（输出Base64字符串）/// </summary>/// <param name="plainText">明文</param>/// <param name="key">密钥（16/24/32字节）</param>/// <param name="iv">初始化向量（16字节）</param>public static string Encrypt(string plainText, byte[] key, byte[] iv){// 参数校验ValidateKeyAndIV(key, iv);using (Aes aesAlg = Aes.Create()){// 配置加密参数aesAlg.Key = key;aesAlg.IV = iv;aesAlg.Mode = CipherMode.CBC;     // 设置为CBC模式[4,9](@ref)aesAlg.Padding = PaddingMode.PKCS7; // 使用PKCS#7填充[3,6](@ref)// 创建加密器ICryptoTransform encryptor = aesAlg.CreateEncryptor();// 执行加密using (MemoryStream msEncrypt = new MemoryStream()){using (CryptoStream csEncrypt = new CryptoStream(msEncrypt, encryptor, CryptoStreamMode.Write)){using (StreamWriter swEncrypt = new StreamWriter(csEncrypt)){swEncrypt.Write(plainText);}return Convert.ToBase64String(msEncrypt.ToArray());}}}}/// <summary>/// AES解密（输入Base64字符串）/// </summary>public static string Decrypt(string cipherText, byte[] key, byte[] iv){ValidateKeyAndIV(key, iv);using (Aes aesAlg = Aes.Create()){aesAlg.Key = key;aesAlg.IV = iv;aesAlg.Mode = CipherMode.CBC;aesAlg.Padding = PaddingMode.PKCS7;ICryptoTransform decryptor = aesAlg.CreateDecryptor();using (MemoryStream msDecrypt = new MemoryStream(Convert.FromBase64String(cipherText))){using (CryptoStream csDecrypt = new CryptoStream(msDecrypt, decryptor, CryptoStreamMode.Read)){using (StreamReader srDecrypt = new StreamReader(csDecrypt)){return srDecrypt.ReadToEnd();}}}}}/// <summary>/// 密钥与IV校验/// </summary>private static void ValidateKeyAndIV(byte[] key, byte[] iv){if (!IsValidKeySize(key.Length))throw new ArgumentException("密钥长度应为16/24/32字节");if (iv.Length != 16)throw new ArgumentException("IV长度必须为16字节");}/// <summary>/// 验证密钥长度/// </summary>private static bool IsValidKeySize(int keySize){return keySize == 16 || keySize == 24 || keySize == 32; // 支持128/192/256位[9](@ref)}
}

三、使用教程（控制台示例）

class Program
{static void Main(){try{// 原始数据string original = "CSDN开发者社区2023";// 生成密钥和IV（生产环境应从安全存储获取）byte[] key = Encoding.UTF8.GetBytes("ThisIsASecretKey16"); // 16字节密钥byte[] iv = Encoding.UTF8.GetBytes("16ByteInitVector");     // 16字节IV// 加密string encrypted = AesCbcHelper.Encrypt(original, key, iv);Console.WriteLine($"加密结果：{encrypted}");// 解密string decrypted = AesCbcHelper.Decrypt(encrypted, key, iv);Console.WriteLine($"解密结果：{decrypted}");}catch (CryptographicException ex){Console.WriteLine($"加解密失败：{ex.Message}");}}
}

四、关键功能说明

1. 参数验证机制

• 密钥长度强制校验（16/24/32字节）

• IV长度必须为16字节

• 自动处理Base64编解码

2. 安全增强特性

• 使用CBC模式防止模式攻击

• 采用PKCS#7填充标准

• 通过using语句确保资源释放

3. 异常处理建议

• 捕获CryptographicException处理加解密失败

• 使用ArgumentException提示参数错误

• 建议在生产环境中记录操作日志

五、注意事项

密钥管理：切勿硬编码密钥，应使用密钥管理系统（如Azure Key Vault）
IV生成规则：每次加密应生成随机IV（示例为演示固定值）
性能优化：对大数据流建议采用分块加密
跨平台互通：与其他语言对接需统一字符编码（推荐UTF-8）

C#实现AES-CBC加密工具类（含完整源码及使用教程）

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