チュートリアル : Visual Basic での文字列の暗号化と複合化

[アーティクル]
08/09/2011

このチュートリアルでは DESCryptoServiceProvider クラスを使用して、TDES (Triple Data Encryption Standard) アルゴリズム (TripleDES) の暗号化サービスプロバイダー (CSP: Cryptographic Service Provider) バージョンを用いた文字列の暗号化と復号化を行う方法について説明します。最初に、3DES アルゴリズムをカプセル化し、暗号化されたデータをベース 64 でエンコードされた文字列として格納する簡単なラッパークラスを作成します。次に、そのラッパーを使用して、プライベートなユーザーデータをパブリックにアクセス可能なテキストファイルに安全に格納します。

暗号化を使用すると、ユーザーのシークレット (たとえばパスワードなど) を保護したり、未承認のユーザーによる資格情報の解読を不可能にしたりできます。これにより、承認されたユーザーの ID が盗まれないように保護できるため、ユーザーの資産が保護されます。また、否認が不可能になります。暗号化を行うと、ユーザーデータが未承認のユーザーからアクセスされないように保護することも可能になります。

詳細については、「暗号サービス」を参照してください。

セキュリティに関するメモ
Rijndael (最近では AES (Advanced Encryption Standard) とも呼ばれる) アルゴリズムや 3DES (Triple Data Encryption Standard) アルゴリズムは、暗号化のための計算量が非常に多いことから、DES よりもかなり高いセキュリティを実現します。詳細については、「DES」および「Rijndael」を参照してください。

暗号化のラッパーを作成するには

ファイルの先頭に、暗号化の名前空間のインポートを追加します。
```
Imports System.Security.Cryptography
```
暗号化メソッドと復号化メソッドをカプセル化するクラスを作成します。
```
Public NotInheritable Class Simple3Des
End Class
```
3DES 暗号化サービスプロバイダーを格納するためのプライベートフィールドを追加します。
```
Private TripleDes As New TripleDESCryptoServiceProvider
```

指定されたキーのハッシュから指定された長さのバイト配列を作成するプライベートメソッドを追加します。

Private Function TruncateHash( 
    ByVal key As String, 
    ByVal length As Integer) As Byte()

    Dim sha1 As New SHA1CryptoServiceProvider

    ' Hash the key.
    Dim keyBytes() As Byte = 
        System.Text.Encoding.Unicode.GetBytes(key)
    Dim hash() As Byte = sha1.ComputeHash(keyBytes)

    ' Truncate or pad the hash.
    ReDim Preserve hash(length - 1)
    Return hash
End Function

3DES 暗号化サービスプロバイダーを初期化するためのコンストラクターを追加します。

key パラメーターは EncryptData メソッドと DecryptData メソッドを制御します。
```
Sub New(ByVal key As String)
    ' Initialize the crypto provider.
    TripleDes.Key = TruncateHash(key, TripleDes.KeySize \ 8)
    TripleDes.IV = TruncateHash("", TripleDes.BlockSize \ 8)
End Sub
```

文字列を暗号化するパブリックメソッドを追加します。

Public Function EncryptData( 
    ByVal plaintext As String) As String

    ' Convert the plaintext string to a byte array.
    Dim plaintextBytes() As Byte = 
        System.Text.Encoding.Unicode.GetBytes(plaintext)

    ' Create the stream.
    Dim ms As New System.IO.MemoryStream
    ' Create the encoder to write to the stream.
    Dim encStream As New CryptoStream(ms, 
        TripleDes.CreateEncryptor(), 
        System.Security.Cryptography.CryptoStreamMode.Write)

    ' Use the crypto stream to write the byte array to the stream.
    encStream.Write(plaintextBytes, 0, plaintextBytes.Length)
    encStream.FlushFinalBlock()

    ' Convert the encrypted stream to a printable string.
    Return Convert.ToBase64String(ms.ToArray)
End Function

文字列を復号化するパブリックメソッドを追加します。

Public Function DecryptData( 
    ByVal encryptedtext As String) As String

    ' Convert the encrypted text string to a byte array.
    Dim encryptedBytes() As Byte = Convert.FromBase64String(encryptedtext)

    ' Create the stream.
    Dim ms As New System.IO.MemoryStream
    ' Create the decoder to write to the stream.
    Dim decStream As New CryptoStream(ms, 
        TripleDes.CreateDecryptor(), 
        System.Security.Cryptography.CryptoStreamMode.Write)

    ' Use the crypto stream to write the byte array to the stream.
    decStream.Write(encryptedBytes, 0, encryptedBytes.Length)
    decStream.FlushFinalBlock()

    ' Convert the plaintext stream to a string.
    Return System.Text.Encoding.Unicode.GetString(ms.ToArray)
End Function

これで、ラッパークラスを使用してユーザーの資産を保護できるようになりました。ラッパークラスを使用して、プライベートなユーザーデータをパブリックにアクセス可能なテキストファイルに安全に格納する例を次に示します。

暗号化のラッパーをテストするには

別のクラスで、ラッパーの EncryptData メソッドを使用して文字列を暗号化し、それをユーザーのマイドキュメントフォルダーに書き込むメソッドを追加します。

Sub TestEncoding()
    Dim plainText As String = InputBox("Enter the plain text:")
    Dim password As String = InputBox("Enter the password:")

    Dim wrapper As New Simple3Des(password)
    Dim cipherText As String = wrapper.EncryptData(plainText)

    MsgBox("The cipher text is: " & cipherText)
    My.Computer.FileSystem.WriteAllText( 
        My.Computer.FileSystem.SpecialDirectories.MyDocuments & 
        "\cipherText.txt", cipherText, False)
End Sub

暗号化された文字列を、ユーザーのマイドキュメントフォルダーから読み取り、その文字列をラッパーの DecryptData メソッドを使って復号化するメソッドを追加します。

Sub TestDecoding()
    Dim cipherText As String = My.Computer.FileSystem.ReadAllText( 
        My.Computer.FileSystem.SpecialDirectories.MyDocuments & 
            "\cipherText.txt")
    Dim password As String = InputBox("Enter the password:")
    Dim wrapper As New Simple3Des(password)

    ' DecryptData throws if the wrong password is used.
    Try
        Dim plainText As String = wrapper.DecryptData(cipherText)
        MsgBox("The plain text is: " & plainText)
    Catch ex As System.Security.Cryptography.CryptographicException
        MsgBox("The data could not be decrypted with the password.")
    End Try
End Sub