ASP.NET Core Data Protection API如何实现相同明文输出相同密文

默认情况下，ASP.NET Core Data Protection API的加密逻辑包含两个随机化设计：

• 加密时自动生成随机初始化向量（IV），即使明文和密钥相同，不同IV生成的密文也完全不同
• 内置额外随机熵注入，进一步避免密文和明文的特征关联
  这是框架默认的安全设计，目的是防范密文猜解、批量碰撞等攻击，所以相同输入得到不同密文是正常现象。

方案1：缓存映射（推荐，无安全降级） #

不需要修改框架默认的安全配置，只需要在加密逻辑层增加一层明文-密文的缓存即可，既保留了原框架的安全能力，又能满足相同明文输出相同密文的需求。
示例代码如下：

public class MyClass
{
    IDataProtector _protector;
    // 本地场景用线程安全字典做缓存，分布式场景可以替换为Redis等共享缓存
    private readonly ConcurrentDictionary<string, string> _encryptionCache = new();

    public MyClass(IDataProtectionProvider provider)
    {
        _protector = provider.CreateProtector("Contoso.MyClass.v1");
    }

    public string DeterministicProtect(string input)
    {
        return _encryptionCache.GetOrAdd(input, raw => _protector.Protect(raw));
    }

    public void RunSample()
    {
        Console.Write("Enter input: ");
        string input;
        while ((input = Console.ReadLine()) != "xx")
        {
            string protectedPayload = DeterministicProtect(input);
            Console.WriteLine($"Protect returned: {protectedPayload}");

            string unprotectedPayload = _protector.Unprotect(protectedPayload);
            Console.WriteLine($"Unprotect returned: {unprotectedPayload}");
        } 
    }
}

缓存可以设置和Data Protection密钥相同的过期时间，避免密钥轮换后旧密文无法解密。

方案2：自定义确定性加密（不推荐，存在安全风险） #

如果确实不想用缓存，可以自己实现确定性的加密逻辑，固定IV和密钥（密钥可以从Data Protection的密钥环中获取，避免自行管理密钥的问题）。但这种方式会降低安全性：相同明文对应相同密文会让攻击者可以直接通过密文判断两个资源是否对应同一个ID，容易泄露订单数量、用户规模等业务特征，需要你自行评估业务可接受的风险等级。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Twe2