‫پشتیبانی بومی از رمزگذاری و تعیین کلمه‌عبور در فایل‌های ZIP در دات‌نت ۱۱

چکیده: یکی از کمبودهای دیرینه در کتابخانه استاندارد دات‌نت (System.IO.Compression)، عدم امکان خواندن و نوشتن فایل‌های فشرده ZIP دارای کلمه‌عبور به‌صورت توکار بود؛ محدودیتی که توسعه‌دهندگان را ناچار به استفاده از پکیج‌های شخص ثالث (Third-party) مانند DotNetZip یا SharpZipLib می‌کرد. با معرفی قابلیت‌های جدید در پلتفرم دات‌نت، پشتیبانی بومی از الگوریتم‌های رمزگذاری سنتی (ZipCrypto) و استاندارد مدرن WinZip AES به این فضا افزوده شده است. این مقاله به بررسی معماری، متدهای افزوده شده نظیر OpenAsync و CreateEntryFromFileAsync، بهینه‌سازی‌های حافظه‌ای مبتنی بر ReadOnlySpan و بررسی خطاهای امنیتی مرتبط می‌پردازد.

• ZipCrypto (سنتی/Legacy): الگوریتم کلاسیک ZIP که به دلایل ضعف‌های شناخته‌شده رمزنگاری، استفاده از آن در پروژه‌های مدرن پیشنهاد نمی‌شود و تنها برای سازگاری با سیستم‌های قدیمی تعبیه شده است.
• Aes128 و Aes192 و Aes256 (استاندارد WinZip AES): استانداردهای قدرتمند مبتنی بر AES که سطح امنیت سازمانی را ارائه می‌دهند. استاندارد AES-256 به عنوان گزینه پیش‌فرض و پیشنهادی برای داده‌های محرمانه محسوب می‌شود.

using System;
using System.IO;
using System.IO.Compression;

// ۱. ایجاد آرشیو فشرده رمزگذاری‌شده با AES-256
using (var archive = ZipFile.Open("secrets.zip", ZipArchiveMode.Create))
{
    // تعریف ورودی جدید با مشخص کردن کلمه عبور و الگوریتم
    ZipArchiveEntry entry = archive.CreateEntry(
        entryName: "notes.txt",
        password: "MySecurePassword123#",
        encryptionMethod: ZipEncryptionMethod.Aes256);

    // نوشتن محتوای رمزگذاری‌شده در جریان فایل
    using Stream stream = entry.Open("MySecurePassword123#");
    using var writer = new StreamWriter(stream);
    writer.WriteLine("این یک متن فوق محرمانه است.");
}

// ۲. خواندن و اعتبارسنجی الگوریتم ورودی
using (var archive = ZipFile.OpenRead("secrets.zip"))
{
    ZipArchiveEntry entry = archive.GetEntry("notes.txt")!;
    
    // شناسایی خودکار روش رمزنگاری فایل
    Console.WriteLine($"روش رمزنگاری: {entry.EncryptionMethod}"); // خروجی: Aes256

    // رمزگشایی و استخراج محتوا
    using Stream stream = entry.Open("MySecurePassword123#");
    using var reader = new StreamReader(stream);
    Console.WriteLine($"محتوا: {reader.ReadToEnd()}");
}

using System.IO;
using System.IO.Compression;
using System.Threading;
using System.Threading.Tasks;

string targetZipPath = "WarAndPeaceArchive.zip";
string sourceFilePath = "war-and-peace.txt";
ReadOnlyMemory<char> password = "LeoTolstoy123%#".AsMemory();

await using (var archive = ZipFile.Open(targetZipPath, ZipArchiveMode.Create))
{
    // افزودن مستقیم فایل متنی به آرشیو همراه با رمزگذاری AES-256 و بالاترین سطح فشرده‌سازی
    await archive.CreateEntryFromFileAsync(
        sourceFileName: sourceFilePath,
        entryName: "WarAndPeace.txt",
        compressionLevel: CompressionLevel.SmallestSize,
        password: password,
        encryptionMethod: ZipEncryptionMethod.Aes256,
        cancellationToken: CancellationToken.None
    );
}

using (var archive = ZipFile.OpenRead("secrets.zip"))
{
    ZipArchiveEntry entry = archive.GetEntry("notes.txt")!;
    try
    {
        using Stream stream = entry.Open("WrongPassword");
        using var reader = new StreamReader(stream);
        _ = reader.ReadToEnd();
    }
    catch (InvalidDataException)
    {
        // در استاندارد ZIP، تفکیک خرابی داده از رمز عبور اشتباه عموما به یک وضعیت ختم می‌شود
        Console.WriteLine("خطا: کلمه عبور نامعتبر است یا ساختار فایل آسیب دیده است.");
    }
}

نکته امنیتی: عدم ارائه استثنای مشخصی مانند WrongPasswordException و استفاده از InvalidDataException مطابق با اصول امنیتی استاندارد است تا از حملات کانال جانبی (Side-channel attacks) و حدس‌زدن وضعیت در سطح پایین جلوگیری شود.