使用 Crypto++ 库的 CBC 模式实现中的 AES128

Question

在我的输入文件中：
第一行是一个十六进制编码的密钥，长度为 16 个字节；
在第二行加密消息（CBC 模式下的 AES128，在加密消息前加上随机 iv）。

这就是我尝试解密的方式：

#include<iostream>
using namespace std;

#include <fstream>
#include <string.h>
#include <cryptopp/aes.h>
#include <cryptopp/modes.h>
#include <cryptopp/filters.h>

using namespace CryptoPP;

int main(void) {
    ifstream in("input0.txt");
    ofstream out("output0.txt");

    string hex_key = "", hex_ct = "";
    in >> hex_key >> hex_ct;

    byte key[ AES::DEFAULT_KEYLENGTH ], iv[ AES::BLOCKSIZE ];
    string ciphertext = "", recoveredtext = "";

    for(int i = 0; i < hex_key.size(); i+=2) {
        key[i/2] = (char) strtol((hex_key.substr(i, 2)).c_str(), 0, 16);
    }

    //then I divide iv from the text
    for(int i = 0; i < AES::BLOCKSIZE*2; i+=2) {
        iv[i/2] = (char) strtol((hex_ct.substr(i, 2)).c_str(), 0, 16);
    }

    for(int i = AES::BLOCKSIZE*2; i < hex_ct.size(); i++) {
        ciphertext.push_back(hex_ct[i]);
    }

    //decryption
    CBC_Mode< AES >::Decryption d;
    d.SetKeyWithIV(key, AES::DEFAULT_KEYLENGTH, iv);

    StringSink sink( recoveredtext );

    StreamTransformationFilter stf (
        d,
        &sink
    );

    StringSource ss (
        ciphertext,
        true,
        &stf
    );

    out << recoveredtext;

    return 0;
}

我在 Wiki 之后使用了这个实现。
我也尝试使用 this 并且它有效，但没有用我的替换密钥和密文。
好吧，使用上面的代码我得到了这个输出：

AES128CBC: /usr/local/include/cryptopp/misc.h:304: void CryptoPP::memcpy_s(void*, size_t, const void*, size_t): Assertion `dest != __null' failed.
Aborted (core dumped)

使用此代码时：

//decryption

 AES::Decryption aesDecryption(key, AES::DEFAULT_KEYLENGTH);
CBC_Mode_ExternalCipher::Decryption cbcDecryption( aesDecryption, iv );

StreamTransformationFilter stfDecryptor(
    cbcDecryption,
    new StringSink( recoveredtext ),
    BlockPaddingSchemeDef::NO_PADDING
);

stfDecryptor.Put( reinterpret_cast<const unsigned char*>( ciphertext.c_str() ), ciphertext.size() );
stfDecryptor.MessageEnd();

它有效，但输出不是有效的字符序列。

我安装了库：

sudo apt-get install libcrypto++-dev libcrypto++-doc libcrypto++-utils

我编译它：

g++ -o AESCBC128 AESCBC128.cpp -lcryptopp

我找不到问题所在。
在此先感谢您的帮助。

输入样本：

140b41b22a29beb4061bda66b6747e14
4ca00ff4c898d61e1edbf1800618fb2828a226d160dad07883d04e008a7897ee2e4b7465d5290d0c0e6c6822236e1daafb94ffe0c5da05d9476be028ad7c1d81

我不知道输出示例，因为这是一个练习，我的目标是发现秘密消息。
测试输入和转换为字节数组：

out << "KEY:\n" << hex_key << endl;

for(int i = 0; i < AES::DEFAULT_KEYLENGTH; i++) {
    out << setfill('0') << setw(2) << hex << (int)key[i];
}

out << endl << "Received message:\n" << hex_ct << endl;

out << "IV:\n";
for(int i = 0; i < AES::BLOCKSIZE; i++) {
    out << setfill('0') << setw(2) << hex << (int)iv[i];
}

out << endl << "CT:\n" << ciphertext << endl;

结果：

KEY:
140b41b22a29beb4061bda66b6747e14
140b41b22a29beb4061bda66b6747e14
Received message:
4ca00ff4c898d61e1edbf1800618fb2828a226d160dad07883d04e008a7897ee2e4b7465d5290d0c0e6c6822236e1daafb94ffe0c5da05d9476be028ad7c1d81
IV:
4ca00ff4c898d61e1edbf1800618fb28
CT:
28a226d160dad07883d04e008a7897ee2e4b7465d5290d0c0e6c6822236e1daafb94ffe0c5da05d9476be028ad7c1d81

符合预期。

Answer 1

您遇到填充错误的一个可能原因不是填充而是解密错误，提供参数的方式可能不正确。

我在提供的 KEY、IV 和 CT 上编写了解密代码。结果具有 8 个字节 0x08 的 PKCS#7 填充。

（正确删除 iv）

删除填充的解密：

42617369 63204342 43206d6f 64652065 6e637279 7074696f 6e206e65 65647320 70616464 696e672e

或在文本中：

Basic CBC mode encryption needs padding.

完整填充的解密（注意填充的尾部 8 个字符）：

42617369 63204342 43206d6f 64652065 6e637279 7074696f 6e206e65 65647320 70616464 696e672e 08080808 08080808

输出主要是 ASCII，只有少数例外，例如第 3 个字节 0xfc。

因为填充是正确的，所以我相信这是加密的真实数据。

对于过于好奇的人，这里是我的测试代码：

NSData *key    = [Utilities dataFromHexString:@"140b41b22a29beb4061bda66b6747e14"];
NSData *iv     = [Utilities dataFromHexString:@"4ca00ff4c898d61e1edbf1800618fb28"];
NSData *dataIn = [Utilities dataFromHexString:@"28a226d160dad07883d04e008a7897ee2e4b7465d5290d0c0e6c6822236e1daafb94ffe0c5da05d9476be028ad7c1d81"];

size_t         cryptBytes = 0;
NSMutableData *dataOut    = [NSMutableData dataWithLength:dataIn.length + kCCBlockSizeAES128];

CCCrypt(kCCDecrypt,
        kCCAlgorithmAES,
        kCCOptionPKCS7Padding,
        key.bytes, key.length,
        iv.bytes,
        dataIn.bytes, dataIn.length,
        dataOut.mutableBytes, dataOut.length,
        &cryptBytes);
dataOut.length = cryptBytes;

NSLog(@"dataOut: %@", dataOut);
NSLog(@"dataOut: %@", [[NSString alloc] initWithData:dataOut encoding:NSUTF8StringEncoding]);

Answer 2

是的，问题出在输入中：我没有将密文从十六进制转换为 ascii。

所以解决方案是使用这个：

for(int i = AES::BLOCKSIZE*2; i < hex_ct.size(); i+=2) {
        ciphertext.push_back((char) strtol((hex_ct.substr(i, 2)).c_str(), 0, 16));
    }

而不是这个：

for(int i = AES::BLOCKSIZE*2; i < hex_ct.size(); i++) {
        ciphertext.push_back(hex_ct[i]);
    }

自动删除 IV 和 PAD。

所以解决代码是：

#include<iostream>
using namespace std;

#include <fstream>
#include <string.h>
#include <cryptopp/aes.h>
#include <cryptopp/modes.h>
#include <cryptopp/filters.h>

using namespace CryptoPP;

int main(void) {
    ifstream in("input0.txt");
    ofstream out("output0.txt");

    string hex_key = "", hex_ct = "";
    in >> hex_key >> hex_ct;

    byte key[ AES::DEFAULT_KEYLENGTH ], iv[ AES::BLOCKSIZE ];
    string ciphertext, recoveredtext;

    for(int i = 0; i < hex_key.size(); i+=2) {
        key[i/2] = (char) strtol((hex_key.substr(i, 2)).c_str(), 0, 16);
    }

    for(int i = 0; i < AES::BLOCKSIZE*2; i+=2) {
        iv[i/2] = (char) strtol((hex_ct.substr(i, 2)).c_str(), 0, 16);
    }

    for(int i = AES::BLOCKSIZE*2; i < hex_ct.size(); i+=2) {
        ciphertext.push_back((char) strtol((hex_ct.substr(i, 2)).c_str(), 0, 16));
    }

    //decryption

    AES::Decryption aesDecryption(key, AES::DEFAULT_KEYLENGTH);
    CBC_Mode_ExternalCipher::Decryption cbcDecryption( aesDecryption, iv );

    StreamTransformationFilter stfDecryptor(
        cbcDecryption,
        new StringSink( recoveredtext )
    );

    stfDecryptor.Put( reinterpret_cast<const unsigned char*>( ciphertext.c_str() ), ciphertext.size() );
    stfDecryptor.MessageEnd();

    out << recoveredtext;

    return 0;
}

使用 Crypto++ 库的 CBC 模式实现中的 AES128

AES128 in CBC mode implementation using Crypto++ library

c++

encryption

aes

crypto++