.NET C#中跨互联网传输密码等敏感信息的安全实现方法

基础传输层防护（必选配置） #

所有跨网传输的第一防护层是强制TLS加密，.NET全版本原生支持，无需第三方依赖：

• 前端到MVC服务端：全站启用HTTPS，MVC管道直接配置强制HTTPS跳转、HSTS头，禁止任何携带凭据的请求走HTTP协议。.NET Framework 4.7+、.NET Core/.NET 5+默认启用TLS1.2/1.3，低版本可在全局启动配置中加代码指定协议版本：

// 全局配置，禁用不安全的SSL、低版本TLS
ServicePointManager.SecurityProtocol = SecurityProtocolType.Tls12 | SecurityProtocolType.Tls13;

• MVC服务端到Salesforce等外部应用：调用外部接口时必须使用对方提供的HTTPS端点，禁止调用HTTP接口，上述TLS配置会自动对出站请求生效。

应用层加密补充防护（针对两个核心风险点） #

仅靠TLS无法覆盖证书伪造、内部链路泄露、内存dump等极端场景，.NET内置了多套加密类可实现端到端的凭据加密，不需要引入第三方组件。

1. 前端到后端提交环节的明文泄露修复 #

对应风险：用户在UI输入的凭据POST到MVC控制器时明文传输。
采用RSA非对称加密实现端到端加密，用到.NET内置的System.Security.Cryptography.RSA类，实现流程：

• 后端提前生成RSA2048位以上的公钥、私钥对，私钥存在服务端本地配置文件（受系统权限保护），公钥通过接口下发给AngularJS前端
• 前端用户输入凭据提交前，用公钥对凭据字段做加密，POST请求仅传输密文
• 后端收到请求后，用私钥解密密文得到凭据明文，链路抓包仅能拿到无法破解的密文
  后端加解密参考代码：

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

public static class RsaTransportHelper
{
    // 私钥严禁外传、严禁写入前端代码、严禁存入数据库
    private const string PrivateKeyConfig = "<RSAKeyValue>你的私钥XML内容</RSAKeyValue>";
    // 公钥可公开下发给前端
    public const string PublicKeyConfig = "<RSAKeyValue>对应公钥XML内容</RSAKeyValue>";

    public static string DecryptRequestCipher(string base64Cipher)
    {
        using var rsa = RSA.Create(keySize: 2048);
        rsa.FromXmlString(PrivateKeyConfig);
        var cipherBytes = Convert.FromBase64String(base64Cipher);
        var plainBytes = rsa.Decrypt(cipherBytes, RSAEncryptionPadding.OaepSHA256);
        return Encoding.UTF8.GetString(plainBytes);
    }
}

前端AngularJS侧引入标准的前端RSA加密库，用拿到的公钥加密凭据字段后提交即可。

2. 存储凭据重发校验环节的明文泄露修复 #

对应风险：数据库加密存储的凭据，重发校验时解密后明文传输。
这里分存储、出站传输、内存防护三个环节做加固，用到.NET内置的System.Security.Cryptography.ProtectedData（DPAPI，Windows系统原生加密能力）和SecureString类：

• 存储环节：不用自行实现AES等对称加密（不需要自己维护密钥，避免密钥泄露），直接用DPAPI加密凭据，加密后的数据仅能被当前服务器上运行服务的Windows账号解密，密钥由操作系统托管
• 出站传输环节：依然强制走TLS1.2+的HTTPS请求，从数据库读取解密后的凭据不要转成普通string（普通string在内存中不可变，会驻留到GC回收，易被内存dump窃取），用SecureString存储临时凭据，用完立即释放
• 传输完成后立即清空内存中的临时明文数据，不要在任何日志、异常堆栈、接口返回值中输出凭据明文
  参考实现代码：

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

public static class CredentialStorageHelper
{
    // 加密凭据写入数据库
    public static byte[] EncryptForStorage(string plainCredential)
    {
        var plainBytes = Encoding.UTF8.GetBytes(plainCredential);
        // 加密范围指定为当前用户，仅服务运行账号可解密
        var encrypted = ProtectedData.Protect(plainBytes, null, DataProtectionScope.CurrentUser);
        // 立即清空内存里的明文字节数组
        Array.Clear(plainBytes, 0, plainBytes.Length);
        return encrypted;
    }

    // 从数据库读取加密凭据，解密后供外部接口调用使用
    public static SecureString DecryptForExternalCall(byte[] storedEncryptedData)
    {
        var plainBytes = ProtectedData.Unprotect(storedEncryptedData, null, DataProtectionScope.CurrentUser);
        var secureCredential = new SecureString();
        foreach (var b in plainBytes)
        {
            secureCredential.AppendChar((char)b);
        }
        secureCredential.MakeReadOnly();
        // 清清明文缓存
        Array.Clear(plainBytes, 0, plainBytes.Length);
        return secureCredential;
    }
}

额外优化建议 #

• 如果对接的外部应用支持OAuth2、API Key等鉴权模式，优先使用短期有效的token代替长期的账号密码凭据，减少敏感凭据的存储周期
• 所有涉及凭据的接口不要开启请求参数自动日志记录，避免明文被写入日志文件
• 定期轮换RSA密钥、数据库存储的凭据，降低泄露后的影响范围

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Georgia