如何将字节数组从 C++ 返回到 C#答案

【问题标题】：How do I return a byte array from C++ to C#如何将字节数组从 C++ 返回到 C#
【发布时间】：2013-01-16 00:00:32
【问题描述】：

所以我一直在努力解决这个问题。我正在尝试制作自己的 AES 128 库以与我的一个程序一起使用。该库经过测试并在 C++ 中工作（对于加密功能很好。我还没有实现其他功能）“加密”功能是这样的：

新代码

void Aes128Class::EncryptBlock(BYTE* outBlock, const BYTE* inBlock, const BYTE* cipherBlock)
{
    BYTE temp[16] = {0x00};
    Galois::XorBlock(temp, inBlock);
    Galois::XorBlock(temp, cipherBlock);

    BYTE expandedKey[176] = {0x00};
    memcpy(expandedKey, Key, 16);
    Galois::expand_key(expandedKey);

    Galois::XorBlock(temp, expandedKey);
    for(int i=16; i<160; i+=16)
    {
        Galois::DoRound(temp, &expandedKey[i]);
    }
    Galois::SubBytes(temp);
    Galois::ShiftRows(temp);
    Galois::XorBlock(temp, &expandedKey[160]);

    memcpy(outBlock, temp, 16);
}
void Aes128Class::EncryptData(BYTE* outBlock, size_t& outlen, const BYTE* inBlock, size_t length)
{
    float blockSize = (float)(length/16);
    blockSize = ceilf(blockSize);
    int newLength = (int)(blockSize*16);
    BYTE* temp = (BYTE*)malloc(newLength);
    BYTE* padd = (BYTE*)malloc(newLength);
    memset(temp, 0, newLength);
    memcpy(padd, inBlock, length);
    EncryptBlock(temp, padd, IV);
    for (int i=1; i<blockSize; i++)
    {
        EncryptBlock(&temp[i*16], &padd[i*16], &temp[(i-1)*16]);
    }
    outlen = newLength;
    memcpy(outBlock, temp, newLength);
}

这个想法是，如果 plainText 不是 16 字节块增量，那么我强制它是。所以这形成了一个可变大小的字节数组。它在我的 C++ 测试中有效，但是当我在 C# 中调用它时，我得到了一些不同的错误......这需要一分钟来描述。

    [DllImport("CppAes128.dll", CallingConvention = CallingConvention.ThisCall,
        EntryPoint = "?EncryptData@Aes128Class@@QAEXPAEAAIPBEI@Z")]
    static extern void EncryptData(IntPtr pClass, ref IntPtr outblock, [Out]int OutLength, byte[] inBlock, int length);

当我调用它时，我得到了指向array 和outlength 的有效指针。它现在看起来的方式会导致访问冲突，但如果我将[Out]int OutLength 更改为ref IntPtr，我可以让该结构工作。有趣的是，如果我这样做 ref int 或 ref uint 它仍然“有效”。因此，如果我这样做，我会尝试阅读intptr，然后我会遇到访问冲突。我将其编译为.NET 4.0 中的x86 project（因为我在某处读到3.5 有一些访问错误......）

这是我在C# 中尝试过的。我玩了几个小时有点乱码（抱歉）：

    public byte[] EncryptData(byte[] plainText, int length)
    {
        byte[] enc = null;
        int len = 0;
        IntPtr pArray = IntPtr.Zero;
        EncryptData(theClass, ref pArray, len, plainText, length);

        Console.WriteLine(len);
        //enc = new byte[len];
        //Marshal.Copy(pArray, enc, 0, len);
        //Marshal.Release(pArray);
        //try
        //{
        //    int elementSize = Marshal.SizeOf(typeof(IntPtr));
        //    //IntPtr unmanagedArray = Marshal.AllocHGlobal(10 * elementSize);
        //    Console.WriteLine("Reading unmanaged memory:");
        //    // Print the 10 elements of the C-style unmanagedArray 
        //    for (int i = 0; i < 10; i++)
        //    {
        //        Console.WriteLine("{0:X2}:", Marshal.ReadByte(pArray, i));
        //    }

        //    Marshal.FreeHGlobal(pArray);

        //}
        //catch (Exception ex)
        //{
        //    Console.WriteLine("{0}\n{1}", ex.Source, ex.Message);
        //    Console.WriteLine("Win32({0})", Marshal.GetLastWin32Error());
        //}
        //Marshal.Release(pArray);
        return enc;
    }

唯一有效的时候是我刚刚制作了一个静态大小的数组并且没有使用 ref 或 marshal 复制或任何东西。我认为我的签名是这样的

static extern void EncryptData(IntPtr pClass, byte[] outBlock, byte[] inBlock, int length);

这几乎奏效了，但问题是当我在 array 上执行 foreach 循环时，它始终是我放置的大小.. 至少可以说令人沮丧。

那我做错了什么？我怎样才能让它工作？我对此感到非常沮丧。谢谢

哦，仅供参考，这样我就不能再依赖cryptlib了。我正在尝试重新编译一个不同的项目，该项目使用cryptlib 作为静态库而不是共享的，这会导致我的编译选项出现一些问题，而且改回来太麻烦了。

已编辑以显示更多代码

这是我使用的测试。我找到了一个显示一堆测试的网页，所以这是我实现的。

void VerifyEncrypt16(const BYTE* expected, const BYTE* key, const BYTE* iv, const BYTE* plainText)
{
    BYTE actual[16] = {0x00};
    Aes128Class aes;
    aes.SetKey(key, 16);
    aes.SetIV(iv, 16);
    size_t len = 0;
    aes.EncryptData(actual, len, plainText, 16);
    _ASSERT(CompareTwoArrays(expected, actual));
}
void VerifyEncrypt16String(const char* expected, const char* key, const char* iv, const char* plainText)
{
    BYTE e[16];
    BYTE k[16];
    BYTE i[16];
    BYTE p[16];

    ByteUtil::StringToHex(expected, e);
    ByteUtil::StringToHex(key, k);
    ByteUtil::StringToHex(iv, i);
    ByteUtil::StringToHex(plainText, p);

    VerifyEncrypt16(e, k, i, p);
}
void CheckEncrypt16(void)
{
    _RPT0(_CRT_WARN, "Checking Encryption of a 16 byte number IV set to 0\n");
    //AESVS GFSbox test data for CBC
    VerifyEncrypt16String("0336763e966d92595a567cc9ce537f5e","00000000000000000000000000000000","00000000000000000000000000000000","f34481ec3cc627bacd5dc3fb08f273e6");
    VerifyEncrypt16String("a9a1631bf4996954ebc093957b234589","00000000000000000000000000000000","00000000000000000000000000000000","9798c4640bad75c7c3227db910174e72");
    VerifyEncrypt16String("ff4f8391a6a40ca5b25d23bedd44a597","00000000000000000000000000000000","00000000000000000000000000000000","96ab5c2ff612d9dfaae8c31f30c42168");
    VerifyEncrypt16String("dc43be40be0e53712f7e2bf5ca707209","00000000000000000000000000000000","00000000000000000000000000000000","6a118a874519e64e9963798a503f1d35");
    VerifyEncrypt16String("92beedab1895a94faa69b632e5cc47ce","00000000000000000000000000000000","00000000000000000000000000000000","cb9fceec81286ca3e989bd979b0cb284");
    VerifyEncrypt16String("459264f4798f6a78bacb89c15ed3d601","00000000000000000000000000000000","00000000000000000000000000000000","b26aeb1874e47ca8358ff22378f09144");
    VerifyEncrypt16String("08a4e2efec8a8e3312ca7460b9040bbf","00000000000000000000000000000000","00000000000000000000000000000000","58c8e00b2631686d54eab84b91f0aca1");

    //AESVS KeySbox test data for CBC
    VerifyEncrypt16String("6d251e6944b051e04eaa6fb4dbf78465","10a58869d74be5a374cf867cfb473859","00000000000000000000000000000000","00000000000000000000000000000000");
    //A TON OF MORE TESTS! etc etc etc        VerifyEncrypt16String("5c005e72c1418c44f569f2ea33ba54f3","00000000000000000000000000000000","00000000000000000000000000000000","fffffffffffffffffffffffffffffffe");
    VerifyEncrypt16String("3f5b8cc9ea855a0afa7347d23e8d664e","00000000000000000000000000000000","00000000000000000000000000000000","ffffffffffffffffffffffffffffffff");
}

【问题讨论】：

看看这个answer。简而言之，C# 无法知道你在 C++ 代码中分配了多少内存。
我不确定您的最终目标是什么，但我只想指出，C# 在 System.Security.Cryptography Namespace 中包含一些很棒的密码学类，效果很好。
与 C++ 代码互操作的必要起点是您开始使用可以从其他 C++ 代码安全调用的 C++ 代码。您还没有到那里，您正在严重泄漏内存，C++ 调用者也不会猜测所需的缓冲区大小。当您从 C# 进行调用时，这些问题不会得到改善。
@LeonNewswanger 我使用过这个命名空间并且喜欢它。我想我只是对需要使用 C# 进行测试有点娘娘腔，但是如果我想在另一个程序中使用这个驱动程序，我希望能够在 C# 中使用这个驱动程序。
@Alex 我还没有尝试过该帖子中建议的方法，我会试一试。我刚刚找到了一个文件（我认为来自 wiki），其中包含大约 300 个测试，并且它们都在 C++ 中传递。我在 C# 中禁用了对该驱动程序的调用，除了调用 RunAllTests 方法。

标签： c# c++ pointers marshalling

【解决方案1】：

坦率地说，我发现最简单的方法是使用托管 C++ 调用包装非托管 C++ 调用。在托管 C++ 中，您可以直接以 C++ 方式复制数据（通过固定数据结构）并将其传递回 C#

【讨论】：

【解决方案2】：

如果您仍在寻找答案，此示例提供了一个起点。

基本上，从在本机函数调用中分配内存块开始，而不是调用回调 - 您传递（通过 ref ）数组及其大小从原始输入参数列表中保存的托管位置。

这样您就可以在托管代码中为托管代码分配内存块，并使用本机内容对其进行编辑。

http://msdn.microsoft.com/en-us/library/ektebyzx.aspx

另一种方法会很高兴找到，性能比较将是一个奖励:)

【讨论】：