加密/解密初学者问题

Question

我从来没有做过任何加密或解密，所以我决定尝试做一些类似于 FolderLock 的东西。以下题多为设计题，但夹杂一些编码题。

http://www.newsoftwares.net/folderlock/

无论如何，我还处于初始阶段，有几个初步问题。

1. 加密文件夹时，实际上是在加密文件夹内的所有文件，而不是文件夹本身，因为文件夹无法加密。对吗？

2. 另外，我已经编写了我的加密/解密代码，但我想同时包含一个密码。我的计划是，当用户选择一个文件夹/文件进行加密时，让他们设置一个密码，该密码将链接到解密文件夹/文件所需的密钥。好主意还是坏主意？有人有更好的建议吗？我正在讨论为程序本身设置一个密码，该密码也可以解锁任何加密的文件/文件夹......

3. 如何更改 Windows 7 中的文件夹（我已加密）以在打开时询问密码，而不仅仅是打开并显示所有加密文件？

4. 最后，当你加密一个文件时，（我的代码目前是如何编写的）你最终会得到你加密的原始文件和该文件的加密版本。我确定我知道这个问题的答案，但是我要删除原始版本并保留加密版本吗？如果由于某种原因解密失败并且我没有文件备份怎么办？我也应该创建文件备份吗？

感谢您的帮助！我确实尝试谷歌搜索上述问题，但似乎大多数这样做的人都比我高得多，所以我没有找到很多有用的答案。

编辑：让我解释一下，虽然我正在尝试创建类似于 FolderLock 的东西，但这只是为了我的教育。我不是想创建一个商业上可行的应用程序，只是在做一些有趣的事情并同时学习。

Answer 1

如何加密文件和文件夹并不是一个只有一个答案的问题。当我们谈论 Windows 环境时，您可以在大约三个不同的级别对文件进行加密：

1. Hard disk Encryption：在这种情况下，您将加密整个硬盘，这意味着整个磁盘都已加密。 BitLocker 就是一个例子。在这种情况下，您将加密除主引导记录之外的所有内容。写入硬盘的每个字节都经过加密，包括操作系统。

2. 过滤器驱动程序或文件系统加密：您可以编写自己的过滤器驱动程序或文件系统驱动程序，以便在将文件写入磁盘时选择性和透明地加密和解密文件。大多数以业务为目标的加密解决方案都提供这种功能。 Microsoft 有自己的解决方案，形式为Encrypting File System。这样做的好处是它与操作系统更好地集成，加密的文件和文件夹在所有其他应用程序中看起来就像普通文件。 TrueCrypt 是另一个进行这种加密的程序，它是开源的，所以你可能想看看它。

3. 应用程序级别加密：您还可以在应用程序级别加密文件，就像我想调用的那样。如果您不编写自己的过滤器驱动程序，您将无法超越此级别。这意味着您加密文件的方式与使用 WinZip 压缩文件的方式类似。其他应用程序可以看到加密文件作为不同格式的文件，而不是原始格式。本质上，它与使用 WinZip/WinRAR 压缩文件没有太大区别，只是不是压缩而是加密它。如果你用 WinZip 压缩一个文件夹，它仍然会被压缩成一个文件。如果您要在此级别进行加密，则与加密相同。您可以为 Windows 资源管理器编写 shell 扩展，使其“看起来”像一个文件夹，但本质上它仍然是一个文件，您将无法从另一个应用程序“另存为..”到该文件夹​​中。例如，如果您双击该文件，您可能还需要提供一个用于浏览文件夹的 GUI。

我假设您正在寻找将在应用程序级别进行加密的应用程序。在这种情况下，您应该意识到我上面提到的这种方法的局限性。

至于你的问题：

1. 您可以将文件夹加密到一个容器中，再想想 WinZip/WinRar，或者您可以将文件夹中的每个文件单独加密到单独的文件中。

2. 对于密码/密钥的使用，我的建议是使用随机密钥来加密实际数据。然后，您使用从一个或多个密码派生的密钥在单独的密钥槽中加密此密钥。这将允许您为一个文件设置多个密​​码。至于算法，我推荐 AES-128，因为它是一种经过充分验证且速度非常快的算法。要使用 AES，您需要创建具有特定长度的密钥和 IV（每个 AES-128 128 位）。创建这些密钥的最佳方法是使用Rfc2898DeriveBytes 和用户输入的实际密码。不要忘记HMAC，您应该使用它来验证文件的实际解密是否正确。您可以使用 HMAC 仅验证随机密钥是否已正确解密，这意味着您无需对整个内容运行 HMAC。

3. 为此，您需要编写一个 shell 扩展，但这只能帮助您到此为止。例如，您将无法将 word 中的文件保存到加密文件夹中，因为这实际上只是加密文件的容器格式。

4. 我建议您让用户自行创建文件备份。任何被删除的文件也应该是wiped securely，因为简单的删除不足以从文件系统中删除文件的所有痕迹。

Answer 2

1. 文件夹只是文件的集合。就您的应用程序而言，它可以只加密文件夹的内容。
2. 您应该使用密码来派生密钥。在 .NET 中，您可以使用 Rfc2898DeriveBytes 做到这一点。这意味着您甚至没有存储密钥。密码是的关键。如果可以避免，切勿自己保留钥匙。这样，攻击者的唯一选择就是蛮力；逆向工程不会产生任何有用的东西。
3. 您可能必须写一个shell extension 才能做到这一点。那是完全不同的主题。 （我希望您对 COM Interop / PInvoke 感到满意）。
4. 这一切都取决于您想要多少“验证”。例如，您可以计算原始文件的 SHA-256 哈希值；加密它；然后解密它；散列解密文件；并确保哈希匹配。诀窍是将所有这些作为原子操作来完成。您可能还希望存储未加密文件的 SHA-256（即使在删除未加密内容之后），以便以后解密时；您可以验证它是否正确完成。在这种情况下，您将哈希用作校验和。

Answer 3

1. 是和不是。文件系统有加密标志，可以应用于文件夹。这很重要，因为在该文件夹中创建的新文件将被自动加密。但是文件夹本身没有加密。

2. 我不太明白...如果它像 TrueCrypt 一样工作，那是个好主意。

3. 哪个密码？无论如何，如果它是您的加密方法，那么您必须深入研究 Windows Shell API 和对象，我不太确定 .NET 是否可以进行这种扩展（我想我在某处读到它不是，实际上它会由于某种原因我忘记了失败）

4. 我不明白为什么解密会失败。显然任何事情都可能发生故障，包括硬盘驱动器，但随后每个文件都可能发生故障，您无法避免这种情况。