Procedura: crittografare gli elementi XML con chiavi simmetriche

Articolo
08/11/2011

È possibile utilizzare le classi dello spazio dei nomi System.Security.Cryptography.Xml per crittografare un elemento all'interno di un documento XML. La crittografia XML consente di memorizzare o trasportare dati XML riservati garantendo un'adeguata protezione da letture non autorizzate. In questa procedura un elemento XML viene decrittografato mediante l'algoritmo AES (Advanced Encryption Standard), noto anche come Rijndael.

Per informazioni su come decrittografare un elemento XML crittografato mediante questa procedura, vedere Procedura: decrittografare gli elementi XML con chiavi simmetriche.

Quando si utilizza un algoritmo simmetrico come AES per crittografare dati XML, è necessario utilizzare la stessa chiave sia per la crittografia che per la decrittografia. Nell'esempio riportato in questa procedura si presuppone che i dati XML verranno decrittografati mediante la stessa chiave e che gli autori della crittografia e della decrittografia abbiano concordato l'algoritmo e la chiave da utilizzare. In questo caso la chiave AES non viene memorizzata né crittografata all'interno dei dati XML crittografati.

L'esempio si riferisce alle situazioni in cui una singola applicazione deve crittografare i dati in base a una chiave sessione memorizzata o a una chiave a crittografia avanzata derivata da una password. Nelle situazioni in cui due o più applicazioni devono condividere dati XML crittografati, è consigliabile utilizzare uno schema di crittografia basato su un algoritmo asimmetrico o un certificato X.509.

Per crittografare un elemento XML con una chiave simmetrica

Generare una chiave simmetrica utilizzando la classe RijndaelManaged. La chiave verrà quindi utilizzata per crittografare l'elemento XML.

Dim key As RijndaelManaged = Nothing

Try
    ' Create a new Rijndael key.
    key = New RijndaelManaged()

            RijndaelManaged key = null;

            try
            {
                // Create a new Rijndael key.
                key = new RijndaelManaged();

Creare un oggetto XmlDocument caricando un file XML dal disco. L'oggetto XmlDocument contiene l'elemento XML da crittografare.

' Load an XML document.
Dim xmlDoc As New XmlDocument()
xmlDoc.PreserveWhitespace = True
xmlDoc.Load("test.xml")

                // Load an XML document.
                XmlDocument xmlDoc = new XmlDocument();
                xmlDoc.PreserveWhitespace = true;
                xmlDoc.Load("test.xml");

Trovare l'elemento specificato nell'oggetto XmlDocument e creare un nuovo oggetto XmlElement per rappresentare l'elemento da crittografare. In questo esempio viene crittografato l'elemento "creditcard".
```
Dim elementToEncrypt As XmlElement = Doc.GetElementsByTagName(ElementName)(0)
```
```
            XmlElement elementToEncrypt = Doc.GetElementsByTagName(ElementName)[0] as XmlElement;
```

Creare una nuova istanza della classe EncryptedXml e utilizzarla per crittografare XmlElement con la chiave simmetrica. Il metodo EncryptData restituisce l'elemento crittografato come una matrice di byte crittografati.

Dim eXml As New EncryptedXml()

Dim encryptedElement As Byte() = eXml.EncryptData(elementToEncrypt, Key, False)

            EncryptedXml eXml = new EncryptedXml();

            byte[] encryptedElement = eXml.EncryptData(elementToEncrypt, Key, false);

Costruire un oggetto EncryptedData e inserire al suo interno l'identificatore URL dell'elemento della crittografia XML. Tale identificatore indica a coloro che effettueranno la decrittografia che i dati XML contengono un elemento crittografato. È possibile utilizzare il campo XmlEncElementUrl per specificare l'identificatore URL.
```
Dim edElement As New EncryptedData()
edElement.Type = EncryptedXml.XmlEncElementUrl
```
```
            EncryptedData edElement = new EncryptedData();
            edElement.Type = EncryptedXml.XmlEncElementUrl;
```

Creare un oggetto EncryptionMethod inizializzato sull'identificatore URL dell'algoritmo di crittografia utilizzato per generare la chiave. Passare l'oggetto EncryptionMethod alla proprietà EncryptionMethod.

Dim encryptionMethod As String = Nothing

If TypeOf Key Is TripleDES Then
    encryptionMethod = EncryptedXml.XmlEncTripleDESUrl
ElseIf TypeOf Key Is DES Then
    encryptionMethod = EncryptedXml.XmlEncDESUrl
End If
If TypeOf Key Is Rijndael Then
    Select Case Key.KeySize
        Case 128
            encryptionMethod = EncryptedXml.XmlEncAES128Url
        Case 192
            encryptionMethod = EncryptedXml.XmlEncAES192Url
        Case 256
            encryptionMethod = EncryptedXml.XmlEncAES256Url
    End Select
Else
    ' Throw an exception if the transform is not in the previous categories
    Throw New CryptographicException("The specified algorithm is not supported for XML Encryption.")
End If

edElement.EncryptionMethod = New EncryptionMethod(encryptionMethod)

            string encryptionMethod = null;

            if (Key is TripleDES)
            {
                encryptionMethod = EncryptedXml.XmlEncTripleDESUrl;
            }
            else if (Key is DES)
            {
                encryptionMethod = EncryptedXml.XmlEncDESUrl;
            }
            if (Key is Rijndael)
            {
                switch (Key.KeySize)
                {
                    case 128:
                        encryptionMethod = EncryptedXml.XmlEncAES128Url;
                        break;
                    case 192:
                        encryptionMethod = EncryptedXml.XmlEncAES192Url;
                        break;
                    case 256:
                        encryptionMethod = EncryptedXml.XmlEncAES256Url;
                        break;
                }
            }
            else
            {
                // Throw an exception if the transform is not in the previous categories
                throw new CryptographicException("The specified algorithm is not supported for XML Encryption.");
            }

            edElement.EncryptionMethod = new EncryptionMethod(encryptionMethod);

Aggiungere i dati dell'elemento crittografato all'oggetto EncryptedData.

edElement.CipherData.CipherValue = encryptedElement

            edElement.CipherData.CipherValue = encryptedElement;

Sostituire l'elemento dell'oggetto XmlDocument originale con l'elemento EncryptedData.

EncryptedXml.ReplaceElement(elementToEncrypt, edElement, False)

            EncryptedXml.ReplaceElement(elementToEncrypt, edElement, false);

Esempio

Imports System
Imports System.Xml
Imports System.Security.Cryptography
Imports System.Security.Cryptography.Xml




Module Program

    Sub Main(ByVal args() As String)
        Dim key As RijndaelManaged = Nothing

        Try
            ' Create a new Rijndael key.
            key = New RijndaelManaged()
            ' Load an XML document.
            Dim xmlDoc As New XmlDocument()
            xmlDoc.PreserveWhitespace = True
            xmlDoc.Load("test.xml")
            ' Encrypt the "creditcard" element.
            Encrypt(xmlDoc, "creditcard", key)

            Console.WriteLine("The element was encrypted")

            Console.WriteLine(xmlDoc.InnerXml)

            Decrypt(xmlDoc, key)

            Console.WriteLine("The element was decrypted")

            Console.WriteLine(xmlDoc.InnerXml)


        Catch e As Exception
            Console.WriteLine(e.Message)
        Finally
            ' Clear the key.
            If Not (key Is Nothing) Then
                key.Clear()
            End If
        End Try

    End Sub


    Sub Encrypt(ByVal Doc As XmlDocument, ByVal ElementName As String, ByVal Key As SymmetricAlgorithm)
        ' Check the arguments.  
        If Doc Is Nothing Then
            Throw New ArgumentNullException("Doc")
        End If
        If ElementName Is Nothing Then
            Throw New ArgumentNullException("ElementToEncrypt")
        End If
        If Key Is Nothing Then
            Throw New ArgumentNullException("Alg")
        End If
        ''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''
        ' Find the specified element in the XmlDocument
        ' object and create a new XmlElemnt object.
        ''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''
        Dim elementToEncrypt As XmlElement = Doc.GetElementsByTagName(ElementName)(0)

        ' Throw an XmlException if the element was not found.
        If elementToEncrypt Is Nothing Then
            Throw New XmlException("The specified element was not found")
        End If

        ''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''
        ' Create a new instance of the EncryptedXml class 
        ' and use it to encrypt the XmlElement with the 
        ' symmetric key.
        ''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''
        Dim eXml As New EncryptedXml()

        Dim encryptedElement As Byte() = eXml.EncryptData(elementToEncrypt, Key, False)
        ''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''
        ' Construct an EncryptedData object and populate
        ' it with the desired encryption information.
        ''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''
        Dim edElement As New EncryptedData()
        edElement.Type = EncryptedXml.XmlEncElementUrl
        ' Create an EncryptionMethod element so that the 
        ' receiver knows which algorithm to use for decryption.
        ' Determine what kind of algorithm is being used and
        ' supply the appropriate URL to the EncryptionMethod element.
        Dim encryptionMethod As String = Nothing

        If TypeOf Key Is TripleDES Then
            encryptionMethod = EncryptedXml.XmlEncTripleDESUrl
        ElseIf TypeOf Key Is DES Then
            encryptionMethod = EncryptedXml.XmlEncDESUrl
        End If
        If TypeOf Key Is Rijndael Then
            Select Case Key.KeySize
                Case 128
                    encryptionMethod = EncryptedXml.XmlEncAES128Url
                Case 192
                    encryptionMethod = EncryptedXml.XmlEncAES192Url
                Case 256
                    encryptionMethod = EncryptedXml.XmlEncAES256Url
            End Select
        Else
            ' Throw an exception if the transform is not in the previous categories
            Throw New CryptographicException("The specified algorithm is not supported for XML Encryption.")
        End If

        edElement.EncryptionMethod = New EncryptionMethod(encryptionMethod)
        ' Add the encrypted element data to the 
        ' EncryptedData object.
        edElement.CipherData.CipherValue = encryptedElement
        ''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''
        ' Replace the element from the original XmlDocument
        ' object with the EncryptedData element.
        ''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''
        EncryptedXml.ReplaceElement(elementToEncrypt, edElement, False)

    End Sub 'Encrypt


    Sub Decrypt(ByVal Doc As XmlDocument, ByVal Alg As SymmetricAlgorithm)
        ' Check the arguments.  
        If Doc Is Nothing Then
            Throw New ArgumentNullException("Doc")
        End If
        If Alg Is Nothing Then
            Throw New ArgumentNullException("Alg")
        End If
        ' Find the EncryptedData element in the XmlDocument.
        Dim encryptedElement As XmlElement = Doc.GetElementsByTagName("EncryptedData")(0)

        ' If the EncryptedData element was not found, throw an exception.
        If encryptedElement Is Nothing Then
            Throw New XmlException("The EncryptedData element was not found.")
        End If


        ' Create an EncryptedData object and populate it.
        Dim edElement As New EncryptedData()
        edElement.LoadXml(encryptedElement)
        ' Create a new EncryptedXml object.
        Dim exml As New EncryptedXml()


        ' Decrypt the element using the symmetric key.
        Dim rgbOutput As Byte() = exml.DecryptData(edElement, Alg)
        ' Replace the encryptedData element with the plaintext XML element.
        exml.ReplaceData(encryptedElement, rgbOutput)
    End Sub
End Module

using System;
using System.Xml;
using System.Security.Cryptography;
using System.Security.Cryptography.Xml;


namespace CSCrypto
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            RijndaelManaged key = null;

            try
            {
                // Create a new Rijndael key.
                key = new RijndaelManaged();
                // Load an XML document.
                XmlDocument xmlDoc = new XmlDocument();
                xmlDoc.PreserveWhitespace = true;
                xmlDoc.Load("test.xml");

                // Encrypt the "creditcard" element.
                Encrypt(xmlDoc, "creditcard", key);

                Console.WriteLine("The element was encrypted");

                Console.WriteLine(xmlDoc.InnerXml);

                Decrypt(xmlDoc, key);

                Console.WriteLine("The element was decrypted");

                Console.WriteLine(xmlDoc.InnerXml);

                
            }
            catch (Exception e)
            {
                Console.WriteLine(e.Message);
            }
            finally
            {
                // Clear the key.
                if (key != null)
                {
                    key.Clear();
                }
            }

        }

        public static void Encrypt(XmlDocument Doc, string ElementName, SymmetricAlgorithm Key)
        {
            // Check the arguments.  
            if (Doc == null)
                throw new ArgumentNullException("Doc");
            if (ElementName == null)
                throw new ArgumentNullException("ElementToEncrypt");
            if (Key == null)
                throw new ArgumentNullException("Alg");

            ////////////////////////////////////////////////
            // Find the specified element in the XmlDocument
            // object and create a new XmlElemnt object.
            ////////////////////////////////////////////////
            XmlElement elementToEncrypt = Doc.GetElementsByTagName(ElementName)[0] as XmlElement;
            // Throw an XmlException if the element was not found.
            if (elementToEncrypt == null)
            {
                throw new XmlException("The specified element was not found");

            }

            //////////////////////////////////////////////////
            // Create a new instance of the EncryptedXml class 
            // and use it to encrypt the XmlElement with the 
            // symmetric key.
            //////////////////////////////////////////////////

            EncryptedXml eXml = new EncryptedXml();

            byte[] encryptedElement = eXml.EncryptData(elementToEncrypt, Key, false);
            ////////////////////////////////////////////////
            // Construct an EncryptedData object and populate
            // it with the desired encryption information.
            ////////////////////////////////////////////////

            EncryptedData edElement = new EncryptedData();
            edElement.Type = EncryptedXml.XmlEncElementUrl;

            // Create an EncryptionMethod element so that the 
            // receiver knows which algorithm to use for decryption.
            // Determine what kind of algorithm is being used and
            // supply the appropriate URL to the EncryptionMethod element.

            string encryptionMethod = null;

            if (Key is TripleDES)
            {
                encryptionMethod = EncryptedXml.XmlEncTripleDESUrl;
            }
            else if (Key is DES)
            {
                encryptionMethod = EncryptedXml.XmlEncDESUrl;
            }
            if (Key is Rijndael)
            {
                switch (Key.KeySize)
                {
                    case 128:
                        encryptionMethod = EncryptedXml.XmlEncAES128Url;
                        break;
                    case 192:
                        encryptionMethod = EncryptedXml.XmlEncAES192Url;
                        break;
                    case 256:
                        encryptionMethod = EncryptedXml.XmlEncAES256Url;
                        break;
                }
            }
            else
            {
                // Throw an exception if the transform is not in the previous categories
                throw new CryptographicException("The specified algorithm is not supported for XML Encryption.");
            }

            edElement.EncryptionMethod = new EncryptionMethod(encryptionMethod);

            // Add the encrypted element data to the 
            // EncryptedData object.
            edElement.CipherData.CipherValue = encryptedElement;

            ////////////////////////////////////////////////////
            // Replace the element from the original XmlDocument
            // object with the EncryptedData element.
            ////////////////////////////////////////////////////
            EncryptedXml.ReplaceElement(elementToEncrypt, edElement, false);
        }

        public static void Decrypt(XmlDocument Doc, SymmetricAlgorithm Alg)
        {
            // Check the arguments.  
            if (Doc == null)
                throw new ArgumentNullException("Doc");
            if (Alg == null)
                throw new ArgumentNullException("Alg");

            // Find the EncryptedData element in the XmlDocument.
            XmlElement encryptedElement = Doc.GetElementsByTagName("EncryptedData")[0] as XmlElement;

            // If the EncryptedData element was not found, throw an exception.
            if (encryptedElement == null)
            {
                throw new XmlException("The EncryptedData element was not found.");
            }

            
            // Create an EncryptedData object and populate it.
            EncryptedData edElement = new EncryptedData();
            edElement.LoadXml(encryptedElement);

            // Create a new EncryptedXml object.
            EncryptedXml exml = new EncryptedXml();
            

            // Decrypt the element using the symmetric key.
            byte[] rgbOutput = exml.DecryptData(edElement, Alg);

            // Replace the encryptedData element with the plaintext XML element.
            exml.ReplaceData(encryptedElement, rgbOutput);

        }

    }


}

In questo esempio si presuppone che un file denominato "test.xml" si trovi nella stessa directory del programma compilato e che contenga un elemento "creditcard". È possibile inserire i dati XML riportati di seguito in un file denominato test.xml e utilizzarlo con questo esempio.

<root>
    <creditcard>
        <number>19834209</number>
        <expiry>02/02/2002</expiry>
    </creditcard>
</root>

Compilazione del codice

Per compilare l'esempio, è necessario includere un riferimento a System.Security.dll.
Includere gli spazi dei nomi seguenti: System.Xml, System.Security.Cryptography e System.Security.Cryptography.Xml.

Sicurezza

Non memorizzare mai una chiave di crittografia né trasferire una chiave da un computer all'altro in testo non crittografato. Utilizzare piuttosto un contenitore di chiavi protetto per memorizzare le chiavi di crittografia.

Dopo aver utilizzato una chiave di crittografia, cancellarla dalla memoria impostando ogni byte su zero o chiamando il metodo Clear della classe di crittografia gestita.

Vedere anche

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Procedura: crittografare gli elementi XML con chiavi simmetriche

Per crittografare un elemento XML con una chiave simmetrica

Esempio

Compilazione del codice

Sicurezza

Vedere anche

Attività

Riferimenti

Altre risorse

Risorse aggiuntive