.NET6 C# Encoding.UTF8.GetString转换加密字节数组返回Unicode乱码问题

问题根源 #

• 你不能直接用Encoding.UTF8.GetString()转换任意二进制字节数组：ProtectedData.Protect()返回的加密结果是无规则的二进制数据，不符合UTF8编码规范，强制转换会出现不可逆的字符损坏、乱码，你再把字符串转回字节数组时得到的内容和原加密数组完全不一致，自然会导致解密失败、程序崩溃。
• PrintValues方法中直接把字节强制转为char打印，加密后的字节大多是不可见控制字符，也会输出乱码。

修复方案 #

把加密后的二进制字节数组转为Base64字符串再存入环境变量，Base64可以用可打印的标准ASCII字符无损表示任意二进制数据，不会出现编码丢失。
修复后的代码如下：

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

namespace Crrypto
{
    class Program
    {
        static byte[] s_additionalEntropy = Encoding.UTF8.GetBytes("hello");
        static void Main(string[] args)
        {
            // 创建待加密的字节数组
            byte[] secret = Encoding.UTF8.GetBytes("password");
            
            // 加密数据
            byte[] encryptedSecret = Protect(secret);
            // 转Base64字符串再存环境变量，不要用UTF8转
            string store = Convert.ToBase64String(encryptedSecret);
            Environment.SetEnvironmentVariable("passwordLA", store);
            
            Console.WriteLine("加密后的字节数组（十六进制表示）:");
            PrintValues(encryptedSecret);

            // 从环境变量读取并解密
            string secretFromEnv = Environment.GetEnvironmentVariable("passwordLA");
            // 把Base64字符串转回字节数组再解密
            byte[] loaded = Convert.FromBase64String(secretFromEnv);
            byte[] originalData = Unprotect(loaded);
            
            Console.WriteLine($"{Environment.NewLine}解密后的原始数据:");
            PrintValues(originalData);
            // 可以直接转字符串查看原始密码
            Console.WriteLine($"原始密码明文：{Encoding.UTF8.GetString(originalData)}");
        }

        public static byte[] Protect(byte[] data)
        {
            try
            {
                return ProtectedData.Protect(data, s_additionalEntropy, DataProtectionScope.CurrentUser);
            }
            catch (CryptographicException e)
            {
                Console.WriteLine("加密失败，发生错误：");
                Console.WriteLine(e.ToString());
                return null;
            }
        }

        public static byte[] Unprotect(byte[] data)
        {
            try
            {
                return ProtectedData.Unprotect(data, s_additionalEntropy, DataProtectionScope.CurrentUser);
            }
            catch (CryptographicException e)
            {
                Console.WriteLine("解密失败，发生错误：");
                Console.WriteLine(e.ToString());
                return null;
            }
        }

        // 修改PrintValues，打印字节的十六进制值，不要强转char
        public static void PrintValues(Byte[] myArr)
        {
            foreach (Byte b in myArr)
            {
                Console.Write($"{b:X2} ");
            }
            Console.WriteLine();
        }
    }
}

内容的提问来源于stack exchange，提问作者TheLegend27