1	#Region "Microsoft.VisualBasic::a02842f1a9fece5b27e2130dfce93204, Microsoft.VisualBasic.Core\Extensions\Security\SHA.vb"
2
3	' Author:
4	'
5	'       asuka (amethyst.asuka@gcmodeller.org)
6	'       xie (genetics@smrucc.org)
7	'       xieguigang (xie.guigang@live.com)
8	'
9	' Copyright (c) 2018 GPL3 Licensed
10	'
11	'
12	' GNU GENERAL PUBLIC LICENSE (GPL3)
13	'
14	'
15	' This program is free software: you can redistribute it and/or modify
16	' it under the terms of the GNU General Public License as published by
17	' the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
18	' (at your option) any later version.
19	'
20	' This program is distributed in the hope that it will be useful,
21	' but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
22	' MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
23	' GNU General Public License for more details.
24	'
25	' You should have received a copy of the GNU General Public License
26	' along with this program. If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
27
28
29
30	' /********************************************************************************/
31
32	' Summaries:
33
34	'     Class SHA256
35	'
36	'         Properties: CertificateSigned, Passphrase
37	'
38	'         Constructor: (+1 Overloads) Sub New
39	'         Function: Decrypt, DecryptString, Deserialization, Encrypt, EncryptData
40	'                   (+2 Overloads) GetDynamicsCertification, Serialization, ToString
41	'
42	'
43	' /********************************************************************************/
44
45	#End Region
46
47	Imports System.Security
48	Imports System.Security.Cryptography
49	Imports System.IO
50	Imports System.Runtime.InteropServices
51	Imports System.Text.RegularExpressions
52	Imports System.Text
53	Imports Microsoft.VisualBasic.Linq.Extensions
54
55	Namespace SecurityString
56
57	''' <summary>
58	''' Derives a SHA256 key from a password using an extension of the PBKDF1 algorithm.
59	''' </summary>
60	''' <remarks></remarks>
61	Public Class SHA256 : Inherits SecurityStringModel
62
63	Const hashAlgorithm As String = "SHA1"
64	Const keySize As Integer = 256
65	Const passwordIterations As Integer = 2
66
67	' Convert strings defining encryption key characteristics into byte
68	' arrays. Let us assume that strings only contain ASCII codes.
69	' If strings include Unicode characters, use Unicode, UTF7, or UTF8
70	' encoding.
71
72	Dim initVectorBytes As Byte()
73	Dim saltValueBytes As Byte()
74
75	''' <summary>
76	'''
77	''' </summary>
78	''' <param name="password"></param>
79	''' <param name="saltValue">8 Bytes</param>
80	Sub New(password As String, saltValue As String)
81	Const initVector = "@1B2c3D4e5F6g7H8"
82
83	Me.strPassphrase = password
84	Me.initVectorBytes = Encoding.ASCII.GetBytes(initVector)
85	Me.saltValueBytes = Encoding.ASCII.GetBytes(saltValue)
86	End Sub
87
88	Public Overrides Function ToString() As String
89	Return MyBase.ToString() & $"//  {NameOf(saltValueBytes)}:={String.Join(", ", saltValueBytes.Select(Of String)(Function(b) CStr(b)).ToArray)}"
90	End Function
91
92	Public ReadOnly Property Passphrase As String
93	Get
94	Return Me.strPassphrase
95	End Get
96	End Property
97
98	Public Overloads Overrides Function Decrypt(cipherTextBytes As Byte()) As Byte()
99
100	' First, we must create a password, from which the key will be
101	' derived. This password will be generated from the specified
102	' passphrase and salt value. The password will be created using
103	' the specified hash algorithm. Password creation can be done in
104	' several iterations.
105
106	Dim password As New PasswordDeriveBytes(strPassphrase, saltValueBytes, hashAlgorithm, passwordIterations)
107
108	' Use the password to generate pseudo-random bytes for the encryption
109	' key. Specify the size of the key in bytes (instead of bits).
110	#Disable Warning
111	Dim keyBytes As Byte() = password.GetBytes(keySize \ 8)
112	#Enable Warning
113	' Create uninitialized Rijndael encryption object.
114
115	Dim symmetricKey As New RijndaelManaged()
116
117	' It is reasonable to set encryption mode to Cipher Block Chaining
118	' (CBC). Use default options for other symmetric key parameters.
119
120	symmetricKey.Mode = CipherMode.CBC
121
122	' Generate decryptor from the existing key bytes and initialization
123	' vector. Key size will be defined based on the number of the key
124	' bytes.
125
126	Dim decryptor As ICryptoTransform = symmetricKey.CreateDecryptor(keyBytes, initVectorBytes)
127
128	' Define memory stream which will be used to hold encrypted data.
129
130	Dim memoryStream As New MemoryStream(cipherTextBytes)
131
132	' Define cryptographic stream (always use Read mode for encryption).
133
134	Dim cryptoStream As New CryptoStream(memoryStream, decryptor, CryptoStreamMode.Read)
135
136	' Since at this point we don't know what the size of decrypted data
137	' will be, allocate the buffer long enough to hold ciphertext;
138	' plaintext is never longer than ciphertext.
139
140	Dim plainTextBytes As Byte() = New Byte(cipherTextBytes.Length - 1) {}
141
142	' Start decrypting.
143
144	Dim decryptedByteCount As Integer = cryptoStream.Read(plainTextBytes, 0, plainTextBytes.Length)
145
146	' Close both streams.
147
148	memoryStream.Close()
149	cryptoStream.Close()
150
151	' Convert decrypted data into a string.
152	' Let us assume that the original plaintext string was UTF8-encoded.
153
154	Return plainTextBytes
155	End Function
156
157	''' <summary>
158	''' 字符串的解密方法
159	''' </summary>
160	''' <param name="cipherText"></param>
161	''' <returns></returns>
162	''' <remarks></remarks>
163	Public Overrides Function DecryptString(cipherText As String) As String
164
165	' Convert our ciphertext into a byte array.
166
167	Dim cipherTextBytes As Byte() = Convert.FromBase64String(cipherText)
168
169	' First, we must create a password, from which the key will be
170	' derived. This password will be generated from the specified
171	' passphrase and salt value. The password will be created using
172	' the specified hash algorithm. Password creation can be done in
173	' several iterations.
174
175	Dim password As New PasswordDeriveBytes(strPassphrase, saltValueBytes, hashAlgorithm, passwordIterations)
176
177	' Use the password to generate pseudo-random bytes for the encryption
178	' key. Specify the size of the key in bytes (instead of bits).
179	#Disable Warning
180	Dim keyBytes As Byte() = password.GetBytes(keySize \ 8)
181	#Enable Warning
182	' Create uninitialized Rijndael encryption object.
183
184	Dim symmetricKey As New RijndaelManaged()
185
186	' It is reasonable to set encryption mode to Cipher Block Chaining
187	' (CBC). Use default options for other symmetric key parameters.
188
189	symmetricKey.Mode = CipherMode.CBC
190
191	' Generate decryptor from the existing key bytes and initialization
192	' vector. Key size will be defined based on the number of the key
193	' bytes.
194
195	Dim decryptor As ICryptoTransform = symmetricKey.CreateDecryptor(keyBytes, initVectorBytes)
196
197	' Define memory stream which will be used to hold encrypted data.
198
199	Dim memoryStream As New MemoryStream(cipherTextBytes)
200
201	' Define cryptographic stream (always use Read mode for encryption).
202
203	Dim cryptoStream As New CryptoStream(memoryStream, decryptor, CryptoStreamMode.Read)
204
205	' Since at this point we don't know what the size of decrypted data
206	' will be, allocate the buffer long enough to hold ciphertext;
207	' plaintext is never longer than ciphertext.
208
209	Dim plainTextBytes As Byte() = New Byte(cipherTextBytes.Length - 1) {}
210
211	' Start decrypting.
212
213	Dim decryptedByteCount As Integer = cryptoStream.Read(plainTextBytes, 0, plainTextBytes.Length)
214
215	' Close both streams.
216
217	memoryStream.Close()
218	cryptoStream.Close()
219
220	' Convert decrypted data into a string.
221	' Let us assume that the original plaintext string was UTF8-encoded.
222	Dim plainText As String = Encoding.UTF8.GetString(plainTextBytes, 0, decryptedByteCount)
223	Return plainText
224	End Function
225
226	Public Overloads Overrides Function Encrypt(plainTextBytes() As Byte) As Byte()
227	Dim password As New PasswordDeriveBytes(strPassphrase, saltValueBytes, hashAlgorithm, passwordIterations)
228	#Disable Warning
229	Dim keyBytes As Byte() = password.GetBytes(keySize \ 8)
230	#Enable Warning
231	Dim symmetricKey As New RijndaelManaged()
232
233	symmetricKey.Mode = CipherMode.CBC
234
235	Dim encryptor As ICryptoTransform = symmetricKey.CreateEncryptor(keyBytes, initVectorBytes)
236	Dim memoryStream As New MemoryStream()
237	Dim cryptoStream As New CryptoStream(memoryStream, encryptor, CryptoStreamMode.Write)
238
239	cryptoStream.Write(plainTextBytes, 0, plainTextBytes.Length)
240	cryptoStream.FlushFinalBlock()
241
242	Dim cipherTextBytes As Byte() = memoryStream.ToArray()
243
244	memoryStream.Close()
245	cryptoStream.Close()
246
247	Return cipherTextBytes
248	End Function
249
250	Public Function Serialization(data As Byte()) As String
251	data = Encrypt(data)
252	Return System.Text.Encoding.Unicode.GetString(data)
253	End Function
254
255	Public Function Deserialization(data As String) As Byte()
256	Dim Buffer As Byte() = System.Text.Encoding.Unicode.GetBytes(data)
257	Return Decrypt(Buffer)
258	End Function
259
260	''' <summary>
261	''' Encrypt the plain text string.
262	''' </summary>
263	''' <param name="plainText"></param>
264	''' <returns></returns>
265	Public Overrides Function EncryptData(plainText As String) As String
266
267	Dim plainTextBytes As Byte() = Encoding.UTF8.GetBytes(plainText)
268	Dim password As New PasswordDeriveBytes(strPassphrase, saltValueBytes, hashAlgorithm, passwordIterations)
269	#Disable Warning
270	Dim keyBytes As Byte() = password.GetBytes(keySize \ 8)
271	#Enable Warning
272	Dim symmetricKey As New RijndaelManaged()
273
274	symmetricKey.Mode = CipherMode.CBC
275
276	Dim encryptor As ICryptoTransform = symmetricKey.CreateEncryptor(keyBytes, initVectorBytes)
277	Dim memoryStream As New MemoryStream()
278	Dim cryptoStream As New CryptoStream(memoryStream, encryptor, CryptoStreamMode.Write)
279
280	cryptoStream.Write(plainTextBytes, 0, plainTextBytes.Length)
281	cryptoStream.FlushFinalBlock()
282
283	Dim cipherTextBytes As Byte() = memoryStream.ToArray()
284
285	memoryStream.Close()
286	cryptoStream.Close()
287
288	Dim cipherText As String = Convert.ToBase64String(cipherTextBytes)
289
290	Return cipherText
291	End Function
292
293	''' <summary>
294	''' The previous key of the sha256 encryption will be expired after the rebuild of this module,
295	''' so that this method is not working on the statics data storage job.
296	''' (在本模块进行重新编译之后，原有的密匙将会失效，故这个属性不适合于静态存储加密使用)
297	''' </summary>
298	''' <value></value>
299	''' <returns></returns>
300	''' <remarks></remarks>
301	Public Shared ReadOnly Property CertificateSigned As SHA256 =
302	New SHA256(password:=Microsoft.VisualBasic.SecurityString.GetFileHashString(GetType(SHA256).Assembly.Location), saltValue:="ATCGCGAT")
303
304	''' <summary>
305	''' 双重动态数据签名
306	''' </summary>
307	''' <typeparam name="T"></typeparam>
308	''' <returns></returns>
309	''' <remarks></remarks>
310	Public Shared Function GetDynamicsCertification(Of T)() As SHA256
311	Return GetDynamicsCertification(GetType(T))
312	End Function
313
314	''' <summary>
315	''' 双重动态数据签名
316	''' </summary>
317	''' <returns></returns>
318	''' <remarks></remarks>
319	Public Shared Function GetDynamicsCertification(TypeInfo As Type) As SHA256
320	Dim Password As String = Microsoft.VisualBasic.SecurityString.GetFileHashString(TypeInfo.Assembly.Location)
321	Dim saltValue As String = Microsoft.VisualBasic.SecurityString.GetFileHashString(GetType(SHA256).Assembly.Location)
322	saltValue = Mid(saltValue, 3, 8)
323	Return New SHA256(Password, saltValue)
324	End Function
325	End Class
326	End Namespace