.NET 每周分享第 31 期

卷首语

Jetbrains 公司发起的 .NET 生态开发者的调查问卷结果，主要包含下面的问题:

C# 使用的版本
.NET 项目使用的语言
开发项目的类型
CLR 使用的版本
IDE 或者编辑器使用
VS 插件使用
VS Code 插件使用
单元测试框架
性能调试频率

行业资讯

1、VS 上搜索体验提升

Visual Studio 提升了搜索的体验，主要分为了代码搜索和功能搜索。选择 Ctrl + T 快捷键进行搜索，而且可以使用 f: , t: 和 m: 前缀分别表示文件，类型和成员搜索。

文章推荐

1、C# 代码加密算法汇总

数据加密是现在计算机网络的基础，通过加密可以确保我们数据的安全性，那么在 C# 中如何使用这些加密算法呢？

Hash 加密

Hash 加密是一种单向加密，也就是说将一个输入转换到一个特定空间的数据。通常不能进行反向操作，通过这种方法可以判断输入的内容事否一致。通常有三种类别

MD5

该算法已经被标记为不安全算法。

var strStreamOne = new MemoryStream(Encoding.UTF8.GetBytes("This is my password! Dont read me!"));
byte[] hashOne;
using (var hasher = MD5.Create())
{
    hashOne = await hasher.ComputeHashAsync(strStreamOne);
}
var hashAsString = Convert.ToHexString(hashOne);
Console.WriteLine("Hash Value:\n" + hashAsString)

SHA 族

通常有 Sha-1, sha2 这样的算法

var strStreamOne = new MemoryStream(Encoding.UTF8.GetBytes("This is my password! Dont read me!"));
byte[] hashOne;
using (var sha256 = SHA256.Create())
{
    hashOne = await sha256.ComputeHashAsync(strStreamOne);
}
var hashAsString = Convert.ToHexString(hashOne);

HMAC

这是一个需要密钥才能生成的哈希算法

var strStreamOne = new MemoryStream(Encoding.UTF8.GetBytes("This is my password! Dont read me!"));
byte[] hashOne;
byte[] key = Encoding.UTF8.GetBytes("superSecretH4shKey1!");
using (var hmac = new HMACSHA256(key))
{
    hashOne = await hmac.ComputeHashAsync(strStreamOne);
}
var hashAsString = Convert.ToHexString(hashOne);

对称加密

这是一个可以进行加密和解密的算法，两端使用相同的密钥进行工作，通常使用 AES 算法

var dataStr = "This is corporate research! Dont read me!";
var data = Encoding.UTF8.GetBytes(dataStr);
var key = GenerateAESKey();
var encryptedData = Encrypt(data, key, out var iv);
var encryptedDataAsString = Convert.ToHexString(encryptedData);

public static byte[] Encrypt(byte[] data, byte[] key, out byte[] iv)
{
    using (var aes = Aes.Create())
    {
        aes.Mode = CipherMode.CBC; // better security
        aes.Key = key;
        aes.GenerateIV(); // IV = Initialization Vector

        using (var encryptor = aes.CreateEncryptor())
        {
            iv = aes.IV;
            return encryptor.TransformFinalBlock(data, 0, data.Length);
        }
    }
}

public static byte[] Decrypt(byte[] data, byte[] key, byte[] iv)
{
    using (var aes = Aes.Create())
    {
        aes.Key = key;
        aes.IV = iv;
        aes.Mode = CipherMode.CBC; // same as for encryption

        using (var decryptor = aes.CreateDecryptor())
        {
            return decryptor.TransformFinalBlock(data, 0, data.Length);
        }
    }
}
public static byte[] GenerateAESKey()
{
    var rnd = new RNGCryptoServiceProvider();
    var b = new byte[16];
    rnd.GetNonZeroBytes(b);
    return b;
}

非对称加密

就是加密方和解密方使用不同的密钥来操作，通常分为公钥和私钥，公钥可以公开，任何人都可以加密。但是只有私钥才能解开，反之亦然，私钥加密的内容，只有公钥才能解开。这样可以保证私钥的安全性。最著名的就是 RSA 算法，这也是 HTTPS 协议的基石。

var dataStr = "This is corporate research! Dont read me!";
var data = Encoding.UTF8.GetBytes(dataStr);
var keyLength = 2048; // size in bits
GenerateKeys(keyLength , out var publicKey, out var privateKey);
var encryptedData = Encrypt(data, publicKey);
var encryptedDataAsString = Convert.ToHexString(encryptedData);
public void GenerateKeys(int keyLength, out RSAParameters publicKey, out RSAParameters privateKey)
{
    using (var rsa = RSA.Create())
    {
        rsa.KeySize = keyLength;
        publicKey = rsa.ExportParameters(includePrivateParameters: false);
        privateKey = rsa.ExportParameters(includePrivateParameters: true);
    }
}
public byte[] Encrypt(byte[] data, RSAParameters publicKey)
{
    using (var rsa = RSA.Create())
    {
        rsa.ImportParameters(publicKey);

        var result = rsa.Encrypt(data, RSAEncryptionPadding.OaepSHA256);
        return result;
    }
}
public byte[] Decrypt(byte[] data, RSAParameters privateKey)
{
    using (var rsa = RSA.Create())
    {
        rsa.ImportParameters(privateKey);
        return rsa.Decrypt(data, RSAEncryptionPadding.OaepSHA256);
    }
}

另外一种是 DSA 算法，用来进行数字签名，因为它只需要校验事否匹配，性能上有优势。

var dsa = DSA.Create();
var dataStr = "This is corporate research! Dont read me!";
var data = Encoding.UTF8.GetBytes(dataStr);
var signedData = Sign(dsa, data);
dsa.Dispose();
public byte[] Sign(DSA dsa, byte[] data)
{
    if(dsa is null)
        throw new NullReferenceException(nameof(dsa));
    var result = dsa.SignData(data, HashAlgorithmName.SHA256);
    return result;
}
public bool VerifySignature(DSA dsa, byte[] data, byte[] signedData)
{
    if (dsa is null)
        throw new NullReferenceException(nameof(dsa));
    return dsa.VerifyData(data, signedData, HashAlgorithmName.SHA256);
}

2、C# 如何混淆反编译器

这是一篇有意思的文章，作者是一名逆向工程师。我们都知道 C# 作为一个包含中间状态的编程语言（IL), 通常使用反编译工具就能得到源代码。那么如何做到混淆反编译工具，让它无法得到源代码呢？

Proxy Object

首先通过是 Proxy Object 来封装真正的类，而且 C#执行隐式操作符重载，比如创建 PersonProxy 类

public sealed class PersonProxy
{
    private readonly Person _value;
    public Person(Person A_1)
    {
        _value = A_1;
    }
    // Implicit conversion operators:
    public static implicit operator PersonProxy(Person A_0) => new(A_0);
    public static implicit operator Person(PersonProxy A_0) => A_0._value;
}

这样任何可以使用 Person 的地方都可以使用 PersonProxy。同理可以为系统类型进行代理。

Display

C# 中的 DebuggerDisplay 注解可以方便调试，如何通过反编译工具对程序进行调试，那么可以在 DebuggerDisplay 中展示错误信息。

using System;
using System.Diagnostics;
namespace System;
[DebuggerDisplay("{Display}")]
public struct Int32
{
    [CompilerGenerated]
    [DebuggerBrowsable(DebuggerBrowsableState.Never)]
    private readonly int <0this>k__BackingField; // Renamed by our obfuscator

    public Int32(int A_1)
    {
        this.<0this>k__BackingField = A_1;
    }

    // Implicit conversion operators:
    public static implicit operator int(int A_0) => new(A_0);
    public static implicit operator int(int A_0) => A_0.<0this>k__BackingField;

    // Random display object:
    [DebuggerBrowsable(DebuggerBrowsableState.Never)]
    public int Display => 31; // Randomly selected by our obfuscator.
}

这里 Display 使用了一个 31 固定值，这样在调试 Int32 类型的时候，总是得到一个错误的值。或者可以抛出一个未知的异常。

[DebuggerBrowsable(DebuggerBrowsableState.Never)]
public string Display
{
    get
    {
        Environment.FailFast("The CLR encountered an internal limitation.");
        return null;
    }
}

[DebuggerBrowsable(DebuggerBrowsableState.Never)]
public string Display => Display

亦或者在 Debug 的时候，修改程序的状态

[DebuggerBrowsable(DebuggerBrowsableState.Never)]
public string Display
{
    get
    {
        // Change the state of the actual object with random values selected by our obfuscator.
        // No luck for the reverse engineer to ever find the original values back!
        this.<0this>k__BackingField.FirstName = "???";
        this.<0this>k__BackingField.LastName = "???";
        this.<0this>k__BackingField.CoolnessFactor = 0.0324466228f;
        return null;
    }
}

3、C# 构造函数简化

class Person
{
    public int Age { get; set; }

    public string Name { get; set; }

    public Person(string name, int age) => (Name, Age) = (name, age);
}

开源项目

1、bflat

bflat 是一个开源的 C# 编译工具，它可以将 C# 代码编译成可执行并且 NativeAOT 的执行文件。它和官方的编译工具的区别在于它可以运行在 UEFI 中，而且编译出来的文件体积小。

2、.NET 平台上的 COBOL 编译器

Cobol 是一门古老的编程语言，至今仍然有不少机器任然运行者 Cobol 编写的程序。.NET 由于开放性，任何编程语言都可以在上面运行。otterkit 即使在 .NET 上实现了 Cobol 编译器。

3、QuestPDF

QuestPDF 是一个开源的 .NET PDF 生成器，它可以按照指定的内容生成相应的 PDF 文件。而且它内置了实时浏览工具，可以动态查看生成的 PDF 内容。

4、MethodTimer

我们常常需要测量一个方法执行时间，最直接的方法是使用 Stopwatch 测量，比如说

var stopwatch = Stopwatch.StartNew();
try
{
    // Your method
}
finally
{
    stopwatch.Stop();
}

这样做肯定是正确的，那么有什么办法简化这个流程呢？就跟 Python 中的中装饰器一样呢？MethodTimer 库可以做到，它可以通过 C# 的 Source Generation 方式生成上述的类。而且还提供了 MethodTimerLogger 这个类定义耗时操作的日志输出。

public static class MethodTimeLogger
{
    public static void Log(MethodBase methodBase, long milliseconds, string message)
    {
        //Do some logging here
    }
}

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