第一步：考察ASP.NET 2.0的保护配置选项

ASP.NET 2.0包含一个保护配置系统以对配置信息进行加密和解密.这些方法包含在.NET Framework，可用来编程加密和解密配置信息.该保护配置系统使用provider model模式.它允许开发者选择执行哪种加密.

.NET Framework包含了2种protected configuration providers：

.RSAProtectedConfigurationProvider ：加密和解密时使用不对称RSA运算法则(RSA algorithm)

.DPAPIProtectedConfigurationProvider:加密和解密时使用Windows Data Protection API (DPAPI)

由于保护配置系统执行的是provider design模式，因此我们可以创建自己的protected configuration provider并运用到自己的程序里.具体过程可参阅文章《Implementing a Protected Configuration Provider》(http://www.landui.com/en-us/library/wfc2t3az(VS.80).aspx)

　　RSA providers 和 DPAPI providers在加密和解密时使用“密匙”(keys)，这些“密匙”可以存储在“机器级”(Machine-level)和“用户级”(user-level).机器级密匙在这种情况下很理想：每个web应用程序都运行在自己专有的服务器上，或某个服务器上的多个应用程序共享同样的加密信息.而用户级密匙在共享服务器环境里是比较理想的安全选择.此时，同服务器上的其它程序不能对你加密的配置信息进行解密.

　　本教程的示例将使用DPAPI provider和机器级密匙.具体来说，我们将对Web.config文件里的<connectionStrings>节点进行加密.对RSA provider以及用户级密匙的更多信息请参考本文结束部分的外延阅读资料.

　　注意：RSAProtectedConfigurationProvider 和DPAPIProtectedConfigurationProvider providers在machine.config文件里被分别组册成RsaProtectedConfigurationProvider 和DataProtectionConfigurationProvider。当我们对配置信息进行加密或解密时我们需要提供相应的provider名称(即RsaProtectedConfigurationProvider 或 DataProtectionConfigurationProvider)；而不是实际的类型名(即RSAProtectedConfigurationProvider 和 DPAPIProtectedConfigurationProvider). 你可以在$WINDOWS$/Microsoft.NET/Framework/version/CONFIG文件夹里找到machine.config文件.

第二步：通过编程加密和解密配置节点

　　?用某个provider，我们只需要很少的几行代码就可以对某个配置节点加密或解密.这些代码仅仅需要引用相应的配置节点，调用其ProtectSection 或 UnprotectSection方法，再调用Save方法来执行.另外，.NET Framework包含了一个很有用的命令行功能来进行加密和解密，我们将在第3步考察该功能.

　　为了便于演示，我们需要创建一个包含按钮的ASP.NET页面，以便于对Web.config文件的<connectionStrings>节点进行加密和解密.

　　打开AdvancedDAL文件夹里的EncryptingConfigSections.aspx页面，拖一个TextBox控件到页面，设其ID为WebConfigContents；TextMode属性为MultiLine；Width和Rows属性分别为95% 和 15.该TextBox控件用于显示Web.config文件的内容，以查看其内容是否已经加密了.当然，在现实程序里，我们不可能将Web.config文件的内容显示出来.

　　在该TextBox控件下面添加2个Button控件，ID分别为EncryptConnStrings 和 DecryptConnStrings；设其Text属性为“Encrypt Connection Strings” 和 “Decrypt Connection Strings”.

此时你的界面看起来和下面的差不多：

图2：在页面上添加一个TextBox控件和2个Button控件

　　接下来，在页面初次登录时我们需要在ID为WebConfigContents的TextBox控件里将Web.config文件的内容显示出来。在页面的后台类里添加如下的代码，该代码添加了一个名为DisplayWebConfig的方法，在Page_Load事件处理器里，当Page.IsPostBack 为 false时便调用该方法:

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　　该DisplayWebConfig方法调用File class类来打开应用程序的Web.config文件；调用StreamReader class类将内容读入一个字符串；再?用Path class类来获取Web.config文件的物理地址.这3个类都位于System.IO命名空间.所以我们应该在后台类的顶部添加using System.IO声明，又或者在这些类的前面添加“System.IO.”前缀.

　　接下来，我们需要为这2个按钮的Click事件添加事件处理器，在一个DPAPI provider里使用机器级密匙对<connectionStrings>节点进行加密和解密.在设计器里，双击这2个按钮以添加Click事件处理器，添加如下代码：

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　　这2个按钮的事件处理器的代码几乎是一样的.它们一开始都通过WebConfigurationManager class类的OpenWebConfiguration方法获取当前应用程序的Web.config文件的信息. 该方法根据指定的有效路径返回web配置文件。接下来，再通过Configuration class类的GetSection(sectionName)方法访问Web.config文件的<connectionStrings>节点.该方法返回一个ConfigurationSection对象.

　　该ConfigurationSection对象包含了一个SectionInformation属性，用来阐述加密节点的其它相关信息. 就像上面的代码显示的那样，我们通过查看SectionInformation的IsProtected属性来判断是否对配置节点进行了加密.此外，还可以通过SectionInformation的ProtectSection(provider) 和 UnprotectSection方法对节点进行加密或解密.

　　ProtectSection(provider)方法有一个字符串类型的输入参数，该参数指定了用来加密的protected configuration provider的名称。在EncryptConnString按钮的事件处理器里，我们?“DataProtectionConfigurationProvider”传递给ProtectSection(provider)方法，因此指明了用到的是DPAPI provider.而UnprotectSection方法可以确定加密时用到的provider，因此不需要任何的输入参数.

　　调用ProtectSection(provider) 或 UnprotectSection方法后，我还必须调用Configuration对象的Save method方法来进行具体的操作. 一旦完成加密或解密并保存后，我们调用DisplayWebConfig方法将更新后的Web.config文件的内容上传到TextBox控件.

　　键入上述代码后，在浏览器里测试EncryptingConfigSections.aspx页面，最开始将看到页面将Web.config文件的<connectionStrings>节点的内容以纯文本的形式展示出来.

图3：显示<connectionStrings>节点的内容

　　现在，点击“Encrypt Connection Strings”按钮，如果“请求确认”(request validation)处于激活状态的话，回传页面时将抛出一个HttpRequestValidationException异常，显示一个消息：“A potentially dangerous Request.Form value was detected from the client.”。这个Request validation，在ASP.NET 2.0里默认为处于激活状态，禁止服务器接受含有未编码的HTML的内容，它被设计来保护服务器免受注入式脚本的攻击.可以从页面或应用程序来禁止该功能.我们在该页禁用它，在页面声明代码的顶部的的@Page标记里ValidateRequest设置为false，如下：

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　　在禁用该功能后，再次点击“Encrypt Connection Strings”按钮，页面回传后就可以访问配置文件了，并用DPAPI provider对<connectionStrings>节点进行加密. TextBox控件然后将Web.config文件更新后的内容显示出来，如图4所?，<connectionStrings>节点的信息现在已经被加密了.

图4：点击“Encrypt Connection Strings”按钮对<connectionString>节点进行加密

在加密前，我暂时地将<CipherData>元素里的内容转移了：

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　　注意：<connectionStrings>元素指定了用来加密的provider(即DataProtectionConfigurationProvider).当点击“Decrypt Connection Strings”按钮时UnprotectSection方法将会用到该信息.对于加密的连接字符串，系统可以自动的对其解密.简而言之，我们不需要再对加密的<connectionString>节点添加任何其它的代码。我们来做个验证，打开以前的教程，比如(~/BasicReporting/SimpleDisplay.aspx页面)，如图5所示，页面像我们期望的那样工作正常，这就表明了经过加密的连接字符串被ASP.NET页面自动解密了.

图5：数据访问层自动解密连接字符串信息

　　为将加密的<connectionStrings>节点恢复到纯文本样式，点击“Decrypt Connection Strings”按钮。页面回传后，你将看到Web.config文件里的连接字符串恢复到纯文本样式.此时?屏幕开起来像是最初登录的样子(见图3)

第三步：用aspnet_regiis.exe对配置节点进行加密

　　.NET Framework包含了很多的命令行工具，可以在$WINDOWS$/Microsoft.NET/Framework/version/ folder文件夹里找到这些工具.以第59章《使用SQL缓存依赖项SqlCacheDependency 》为例，我们用aspnet_regsql.exe命令行工具为SQL缓存依赖添加里必要的体系结构.该文件夹里的另一个有用的工具是ASP.NET IIS Registration tool (aspnet_regiis.exe). 就像其名字暗示的那样，这个ASP.NET IIS Registration工具主要用来在微软专业Web server，IIS上注册ASP.NET 2.0应用程序.

　　除了其与IIS相关的属性外，该ASP.NET IIS Registration工具也可以对Web.config文件的配置节点进行加密和解密. 下面的是使用aspnet_regiis.exe命令行工具对配置节点加密的常规代码：

aspnet_regiis.exe -pef section physical_directory -prov provider

　　其中section是要加密的配置节点(比如“connectionStrings”)；physical_directory 为web应用程序根节点的完整物理路径；provider是用到的protected configuration provider的名称(比如“DataProtectionConfigurationProvider”). 另外，如果你将web应用程序在IIS里进行了注册了的话，你就可以用相当路径来代替绝对路径：

aspnet_regiis.exe -pe section -app virtual_directory -prov provider

　　下面为使用aspnet_regiis.exe的例子，它用DPAPI provider，机器级密匙，对<connectionStrings>节点进行加密：

aspnet_regiis.exe -pef
"connectionStrings" "C:/Websites/ASPNET_Data_Tutorial_73_CS"
-prov "DataProtectionConfigurationProvider"

　　类似的，该aspnet_regiis.exe命令行工具也可以用来解密配置节点，不过我们要将-pef替换成-pdf或-pd。当然，解密时不需要指定provider名称.

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　　注意：由于我们使用的是DPAPI provider，它使用的密匙是又电脑指定的，所以你必须在存储web页面的同一台电脑上运行aspnet_regiis.exe工具. 比如，你在本地电脑上运行这个命令行，然后又将加了密的连接字符串上载到另一个服务器上，该服务器就无法对其进行解密，因为加密的密匙是在本地电脑上指定的.如果是使用RSA provider的话就不存在这种局限性，因为RSA provider可以将密匙(RSA keys)传递给另一台电脑.

理解Database Authentication Options

　　在任何应用程序向Microsoft SQL Server数据库发出SELECT,INSERT,UPDATE,或DELETE请求之前，数据库首先要确定请求者的身份.该过程可分为2种验证模式：authentication 和 SQL Server provides:

.Windows Authentication：在Visual Studio 2005的ASP.NET Development Server里运行一个ASP.NET应用程序时,ASP.NET应用程序假定身份(identity)为当前登录用户。而如果运行在Microsoft Internet Information Server (IIS)上的话，ASP.NET应用程序假定身份(identity)为domainName/MachineName or domainName/NETWORK SERVICE,，虽然这些都可以用户定制.

.SQL Authentication：验证的时候需要提供用户ID和password，使用SQL authentication的话，可以由连接字符串来提供ID和password.

　　一般使用Windows authentication模式，因为其更安全.在Windows authentication模式下，连接字符串不需要用户名和密码，并且如果web服务器和数据库服务器分属不同的电脑的话，(credentials)认证在网络间传输时并不以纯文本格式传输.而如果是SQL authentication模式的话，将对连接字符串进行硬编码，且认证在web服?器和数据库服务器之间以纯文本格式进行传输.

　　本教程使用的是Windows authentication.我们可以通过连接字符串来查看到底使用的是哪种认证。本教程的Web.config文件的连接字符串如下：

Data Source=./SQLEXPRESS; AttachDbFilename=|DataDirectory|/NORTHWND.MDF; Integrated Security=True; User Instance=True

　　术语“Integrated Security=True”，以及缺少用户名和密码都表明我们使用的是Windows authentication模式。不过在一些连接字符串里用术语“Trusted Connection=Yes” 或 “Integrated Security=SSPI”来换“Integrated Security=True”, 不过它们都表明使用的是Windows authentication.

下面的代码显示使用的是SQL authentication：

Server=serverName; Database=Northwind; uid=userID; pwd=password

　　假想某个攻击者可以查看你的应用程序的Web.config文件。如果你使用的是SQL authentication模式通过Internet连接到数据库，攻击者可以利用连接字符串通过SQL Management Studio或他自己网站上的ASP.NET页面连接到你的数据库.为降低风险，我们需要对Web.config文件的连接字符串进行加密.

　　注意：关于SQL Server里不同认证模式的更多信息应参阅文章《Building Secure ASP.NET Applications: Authentication, Authorization, and Secure Communication》(http://www.landui.com/en-us/library/aa302392.aspx);关于Windows 和 SQL authentication不同之处的更多示例，应参阅ConnectionStrings.com网站.