在 C# 中，实现文件加密和解密的操作可以通过多种方法，常见的包括使用 .NET Framework 提供的加密库，如
System.Security.Cryptography 类库。这些方法通常依赖于对称加密和非对称加密算法。在对文件进行加密和解密时，我们需要选择合适的加密算法、密钥管理方式和加密模式。

1.对称加密（Symmetric Encryption）

对称加密是指加密和解密操作使用相同的密钥。这种方式通常速度较快，适合加密大量数据，比如文件内容。

常用算法：

• AES (Advanced Encryption Standard)：广泛使用的对称加密算法，具有较强的安全性和较高的性能。
• DES (Data Encryption Standard)：较旧的算法，已经不再安全，建议避免使用。
• Triple DES (3DES)：对 DES 的增强版，安全性较高，但效率较低。

示例：使用 AES 加密文件

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

class Program
{
    static void Main()
    {
        string filePath = @"C:\temp\example.txt";
        string encryptedFilePath = @"C:\temp\encrypted.txt";
        string decryptedFilePath = @"C:\temp\decrypted.txt";
        string key = "mysecretkey12345";  // 16 bytes key for AES
        string iv = "1234567890123456";  // 16 bytes IV for AES

        // 加密
        EncryptFile(filePath, encryptedFilePath, key, iv);
        Console.WriteLine("文件加密完成");

        // 解密
        DecryptFile(encryptedFilePath, decryptedFilePath, key, iv);
        Console.WriteLine("文件解密完成");
    }

    static void EncryptFile(string inputFilePath, string outputFilePath, string key, string iv)
    {
        using (Aes aesAlg = Aes.Create())
        {
            aesAlg.Key = Encoding.UTF8.GetBytes(key);
            aesAlg.IV = Encoding.UTF8.GetBytes(iv);

            using (FileStream fsInput = new FileStream(inputFilePath, FileMode.Open))
            using (FileStream fsOutput = new FileStream(outputFilePath, FileMode.Create))
            using (CryptoStream cs = new CryptoStream(fsOutput, aesAlg.CreateEncryptor(), CryptoStreamMode.Write))
            {
                fsInput.CopyTo(cs);
            }
        }
    }

    static void DecryptFile(string inputFilePath, string outputFilePath, string key, string iv)
    {
        using (Aes aesAlg = Aes.Create())
        {
            aesAlg.Key = Encoding.UTF8.GetBytes(key);
            aesAlg.IV = Encoding.UTF8.GetBytes(iv);

            using (FileStream fsInput = new FileStream(inputFilePath, FileMode.Open))
            using (FileStream fsOutput = new FileStream(outputFilePath, FileMode.Create))
            using (CryptoStream cs = new CryptoStream(fsInput, aesAlg.CreateDecryptor(), CryptoStreamMode.Read))
            {
                cs.CopyTo(fsOutput);
            }
        }
    }
}

优点：

• 速度快：对称加密通常比非对称加密速度更快。
• 易于实现：AES 是标准的、广泛支持的加密算法，C# 提供了很好的支持。

缺点：

• 密钥管理问题：对称加密的密钥必须安全管理，密钥泄露会导致加密文件的安全性失效。

2.非对称加密（Asymmetric Encryption）

非对称加密使用一对密钥，公钥用于加密，私钥用于解密。常见的非对称加密算法包括 RSA。

常用算法：

• RSA (Rivest-Shamir-Adleman)：一种常见的非对称加密算法，广泛应用于加密和数字签名。
• ECC (Elliptic Curve Cryptography)：基于椭圆曲线的加密算法，提供与 RSA 相当的安全性，但密钥较短，计算更高效。

示例：使用 RSA 加密文件

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

class Program
{
    static void Main()
    {
        string filePath = @"C:\temp\example.txt";
        string encryptedFilePath = @"C:\temp\encrypted.txt";
        string decryptedFilePath = @"C:\temp\decrypted.txt";

        // RSA 密钥对生成
        RSA rsa = RSA.Create();
        rsa.KeySize = 2048;

        // 公钥与私钥
        string publicKey = Convert.ToBase64String(rsa.ExportRSAPublicKey());
        string privateKey = Convert.ToBase64String(rsa.ExportRSAPrivateKey());

        // 加密文件
        EncryptFile(filePath, encryptedFilePath, publicKey);
        Console.WriteLine("文件加密完成");

        // 解密文件
        DecryptFile(encryptedFilePath, decryptedFilePath, privateKey);
        Console.WriteLine("文件解密完成");
    }

    static void EncryptFile(string inputFilePath, string outputFilePath, string publicKey)
    {
        using (RSA rsa = RSA.Create())
        {
            rsa.ImportRSAPublicKey(Convert.FromBase64String(publicKey), out _);

            byte[] data = File.ReadAllBytes(inputFilePath);
            byte[] encryptedData = rsa.Encrypt(data, RSAEncryptionPadding.OaepSHA256);
            File.WriteAllBytes(outputFilePath, encryptedData);
        }
    }

    static void DecryptFile(string inputFilePath, string outputFilePath, string privateKey)
    {
        using (RSA rsa = RSA.Create())
        {
            rsa.ImportRSAPrivateKey(Convert.FromBase64String(privateKey), out _);

            byte[] encryptedData = File.ReadAllBytes(inputFilePath);
            byte[] decryptedData = rsa.Decrypt(encryptedData, RSAEncryptionPadding.OaepSHA256);
            File.WriteAllBytes(outputFilePath, decryptedData);
        }
    }
}

优点：

• 安全性高：私钥仅保存在本地，公钥可以公开。即使公钥被泄露，也不会影响加密文件的安全性。
• 适用于密钥交换：非对称加密适合于安全地传输对称加密密钥。

缺点：

• 速度慢：非对称加密在加密/解密过程中较慢，尤其是在加密大文件时不适用。

3.混合加密（Hybrid Encryption）

混合加密方法结合了对称加密和非对称加密的优点。首先使用非对称加密算法（如 RSA）加密一个对称密钥（如 AES），然后使用这个对称密钥加密文件。解密时先用私钥解密对称密钥，再用对称密钥解密文件。

优点：

• 高效性：结合了对称加密和非对称加密的优点，既保证了加密的安全性，又提高了加密/解密的速度。
• 适用大文件：特别适合加密大文件。

缺点：

• 实现复杂：需要同时使用对称和非对称加密，增加了实现的复杂性。

总结和比较

选择建议：

• AES（对称加密）：适合用于加密大文件，尤其是在性能敏感的场景下。
• RSA（非对称加密）：适合小文件加密或在密钥交换中使用。
• 混合加密：在需要加密大文件并保证密钥安全的场景下非常有用。