2

Сабж.
Часто вижу в примерах как используют byte[], например при отправке POST запроса.
Я не понимаю зачем это нужно, это рудимент низкоуровневого программирования?
На сколько я знаю String это массив Char, каждый символ представлен в памяти своим ASCII кодом, что происходит когда эта строка преобразовывается в byte[]?
Вот к примеру это используется в отправке POST запроса, но на той стороне у меня из коробки контроллер принимает модель и сразу создается объект. Майкрософт рекомендует использовать TPL в новых разработках вместо Thread, так как Thread это более низкий уровень.
TPL отдает на откуп работу с потоками в CLI, почему так же не сделать с byte[]?
Вообщем я запутался.

Пример где мне кажется странным использование массива байтов
https://docs.microsoft.com/ru-ru/dotnet/standard/security/encrypting-data

class Class1
{
    static void Main()
    {
        //Initialize the byte arrays to the public key information.
        byte[] modulus =
        {
            214,46,220,83,160,73,40,39,201,155,19,202,3,11,191,178,56,
            74,90,36,248,103,18,144,170,163,145,87,54,61,34,220,222,
            207,137,149,173,14,92,120,206,222,158,28,40,24,30,16,175,
            108,128,35,230,118,40,121,113,125,216,130,11,24,90,48,194,
            240,105,44,76,34,57,249,228,125,80,38,9,136,29,117,207,139,
            168,181,85,137,126,10,126,242,120,247,121,8,100,12,201,171,
            38,226,193,180,190,117,177,87,143,242,213,11,44,180,113,93,
            106,99,179,68,175,211,164,116,64,148,226,254,172,147
        };

        byte[] exponent = { 1, 0, 1 };

        //Create values to store encrypted symmetric keys.
        byte[] encryptedSymmetricKey;
        byte[] encryptedSymmetricIV;

        //Create a new instance of the RSA class.
        RSA rsa = RSA.Create();

        //Create a new instance of the RSAParameters structure.
        RSAParameters rsaKeyInfo = new RSAParameters();

        //Set rsaKeyInfo to the public key values.
        rsaKeyInfo.Modulus = modulus;
        rsaKeyInfo.Exponent = exponent;

        //Import key parameters into rsa.
        rsa.ImportParameters(rsaKeyInfo);

        //Create a new instance of the default Aes implementation class.
        Aes aes = Aes.Create();

        //Encrypt the symmetric key and IV.
        encryptedSymmetricKey = rsa.Encrypt(aes.Key, RSAEncryptionPadding.Pkcs1);
        encryptedSymmetricIV = rsa.Encrypt(aes.IV, RSAEncryptionPadding.Pkcs1);
    }
}

Открытый ключ это просто число, зачем оно в байтах?

Вот пример с метанита, отправка POST запроса, зачем я тут перевожу строку в байты? Не ну я понимаю что метод принимает массив байтов, но почему он не может принять просто строку и у себя там сделать с ней все что нужно?

            WebRequest request = WebRequest.Create("https://localhost:44391/api/Order/");
            request.Method = "POST"; // для отправки используется метод Post
                                     // данные для отправки
            string data = _data;
            // преобразуем данные в массив байтов
            byte[] byteArray = System.Text.Encoding.UTF8.GetBytes(data);
            // устанавливаем тип содержимого - параметр ContentType
            request.ContentType = "application/json";
            // Устанавливаем заголовок Content-Length запроса - свойство ContentLength
            request.ContentLength = byteArray.Length;

            //записываем данные в поток запроса
            using (Stream dataStream = request.GetRequestStream())
            {
                dataStream.Write(byteArray, 0, byteArray.Length);
            }

            WebResponse response = await request.GetResponseAsync();
            using (Stream stream = response.GetResponseStream())
            {
                using (StreamReader reader = new StreamReader(stream))
                {
                    d = reader.ReadToEnd();
                }
            }
            response.Close();
5
  • 2
    Чет у вас описание вопроса сумбурное, смешали все в одну кучу. Ок byte[], например при отправке POST запроса - каких? Наверно в примерах используется отправка файлов, а файл у нас что? Как вы, к примеру видео отправите на сервер?
    – EvgeniyZ
    12 июн 2021 в 21:59
  • Да, о файлах я что то не подумал сразу. Но файл например можно отдать в контролере через PhysicalFileResult, а можно и массив байтов через File(). Почему такие же методы не придумали для отправки файлов без их конвертации в byte[]. Файл уже ведь хранится в памяти, просто считываем что есть и отправляем. 12 июн 2021 в 22:09
  • Правильно, тогда зачем мне по второму разу переводить их в байты?) 12 июн 2021 в 22:20
  • А можно пример того случая, где, как вам кажется, необоснованно используется массив байт? А то покамест разговор неконкретный.
    – VladD
    12 июн 2021 в 22:23
  • Дополнил вопрос 12 июн 2021 в 22:33

3 ответа 3

7

String это массив Char, каждый символ представлен в памяти своим ASCII кодом

Неверно, string хранится в памяти как последовательность двухбайтовых char в кодировке UTF-16, а не ASCII.

Вас никто не заставляет вручную перекодировать в массив байт, особенно если вы используете современные сетевые API. WebRequest устарел, при чем сильно.

private static readonly HttpClient client = new HttpClient();

public async Task<string> PostJsonAsync(string url, string json)
{
    using HttpContent content = new StringContent(json, Encoding.UTF8, "application/json");
    using var response = await client.PostAsync(url, content);
    return await response.Content.ReadAsStringAsync();
}

Видите - я ничего не перекодирую. Но это не значит, что перекодировка не происходит. Просто она где-то спрятана внутри кода .NET.

В памяти строка хранится в UTF-16, а отправляется как UTF-8. При чем и хранится в памяти строка как байты, и отправляется как байты. Мы же все знаем, что есть только байты, и ничего кроме байтов в памяти быть не может. Как и по каналу связи ничего кроме байтов отправлено или принято быть не может. Просто .NET удобный, и не требует вручную выполнять перекодировки.

Можно ли string отправить без перекодировок "как есть"? Легко, правда потребуется .NET Core или .NET 5, потому что в старых фреймворках придется поплясать с бубном вокруг небезопасного кода, чтобы получилось.

Можно конечно через Encoding.Unicode.GetBytes(text), но я не буду использовать для наглядности, хотя результат в массиве байт будет идентичен.

string text = "Hello World";
ReadOnlySpan<byte> bytes = MemoryMarshal.Cast<char, byte>(text);
using HttpContent content = new ByteArrayContent(bytes.ToArray());
// и далее то же самое как выше

Если бы конструктор ByteArrayContent принимал в качестве аргумента ReadOnlySpan, можно было бы отправить в сеть прямо содержимое памяти строки, не то что без преобразования - а даже без копирования данных, "как есть". Конечно можно обойти это ограничение через StreamContent, создав собственный Stream, который будет читать непосредственно память из string, но это получится много кода и просто ради того чтобы показать, что это возможно, я не буду его писать.


По поводу, зачем число в байты преобразовывать, оно типа и так байты. Ну вот например, есть Int32 - 4 байта. Так как Socket умеет отправлять только байты, то чтобы отправить это число по сети, надо его в байты и преобразовать. Если особо извратнуться, можно как и со строкой - отправить эти байты читая содержимое ровно той ячейки оперативной памяти, где лежит этот Int32. Правда есть проблема, в определенных ситуациях некая локальная переменная с тем же интом может быть на низком уровне вообще не быть в памяти, а например храниться в регистре процессора, а отправить по сети можно только память, и поэтому в качестве источника данных для отправки по сети и используется массив байт, как самый примитивный указатель на участок памяти с данными в .NET.


Что касается криптографии. Самое длинное целое число в .NET как примитив - Int64 - 8 байт. А 8 байт для представления ключей и прочих криптографических данных - это даже не смешно. Даже древний хэш MD5 - 16 байт. Потом массивы байт можно легко очистить, своевременно избавившись от секретных данных из памяти. Кстати именно потому что строку string нельзя очистить (она не мутабельна) - в ней и не рекомендуется хранить ключ или пароль для шифрования. Поэтому в криптографии везде массивы. Я кстати недавно писал код для алгоритма шифрования пароля Apache MD5, так я замучался, чтобы свести к минимуму копирование байт в памяти туда-сюда, как минимум ради производительности, в этом мне сильно помогли те же спаны Span<T>/ReadOnlySpan<T>.

6

Ваш вопрос распадается на две части.

Во-первых, по поводу криптографии. Здесь представление ключей в виде чисел, хотя и возможно, ничего бы не дало. Для нас, пользователей криптографии, вся работа заключается в преобразовании наборов байт. Мы не пользуемся ни возможностями сложения/умножения, ни десятичным представлением ни ключей шифрования, ни шифруемых сообщений. Фактически криптография работает с наборами байт, и дополнительные операции, которые нам позволяют числа, привели бы лишь к вопросам «а что будет, если сложить два ключа» и. т. п.

Хотя ключи и можно представить числами достаточно большой разрядности, это не несёт смысла точно так же, как не несёт смысла представление файлов в виде чисел.

По поводу второй части, вы правы, API, которое вы приводите в пример, несколько устарело. Сейчас принято писать как-то так:

var client = new HttpClient() { BaseAddress = new Uri("http://httpbin.org") };
var request = new RequestObject(...);
var result = await client.PostAsJsonAsync("/post", request);
var reply = await result.Content.ReadFromJsonAsync<Response>();

Как вы видите, детали наподобие сериализации объектов в JSON, и составление нужного HttpContent'а спрятаны за удобными методами расширения, которые всё сделают за вас.

Впрочем, если вы захотите, низкоуровневые возможности и полный контроль никто у вас не отнимает, и вы можете составить HttpContent сами.

3

Рассмотрим сначала более простой пример. Вы хотите переслать Int32 по сети или записать в файл. Когда вы работаете с абстрактным типом данных, коим является Int32, то вас как программиста, не интересует, как именно он представлен в памяти. Это деталь реализации, которая может отличаться от платформы к платформе. Вам важно какие значения он может принимать и какие операции поддерживает.

Так уж исторически сложилось (об этом чуть позже), что по сети можно пересылать только байты. Просто скопировав представление Int32 в байтах из памяти и переслав по сети возникнет проблема на принимающей стороне. А что если на принимающей стороне другой способ представления Int32? Там вообще может быть не .NET приложение, а 8-битный микроконтроллер, который умеет работать только с байтами. Это одна из причин почему по сети пересылаются байты - для интероперабельности, т.е. совместимости разных систем. Байты используются как наименьший элемент, который понимают все операционные системы.

То есть проблема в том, что представить 32 разрядный int в виде 4 байт можно не одним способом, а как минимум двумя, которые отличаются порядком байт. И вам нужно задать какой из способов вы хотите выбрать. Тут вы используете кодирование абстрактного типа Int32 в байты. Принимающая и передающая сторона должны договориться, как интерпретировать поток байт, который передается по сети, или хранится в файле.

Со строками точно та же проблема, только еще хуже. Во-первых, строка сама по себе это еще более абстрактная вещь чем число (числа в некотором диапазоне можно хотя бы хранить прямо в памяти). А строка состоит из символов, а символ напрямую в памяти хранить нельзя, можно его закодировать какой-то последовательностью байт. И опять же, способ кодирования - это деталь реализации.

Точно так же как и с Int32 просто послать строку по сети нельзя, можно только послать строку преобразованную в байты используя какой-то способ кодирования. Тут язык программирования и/или библиотеки могут предоставить средства, как указано в других ответах, чтобы упростить жизнь и не делать вручную перекодирование, но указать кодировку (явно или неявно) придется обязательно.

Ваш ответ

By clicking “Отправить ответ”, you agree to our terms of service and acknowledge you have read our privacy policy.

Всё ещё ищете ответ? Посмотрите другие вопросы с метками или задайте свой вопрос.