在 RSA 下解码有效负载后未获得相同的会话密钥

Question

使用以下使用 crypto++ 库的函数对其进行编码和解码后，我没有得到相同的会话密钥：

CryptoPP::RSA::PrivateKey RSA_master_privKey;
CryptoPP::RSA::PublicKey  RSA_master_pubKey;

std::string generate_Master_Keys()
{
    std::string rsaParams;
    try {
        CryptoPP::InvertibleRSAFunction parameters;
        RSA_master_privKey = CryptoPP::RSA::PrivateKey(parameters);
        RSA_master_pubKey = CryptoPP::RSA::PublicKey(parameters);
    }
    catch (const CryptoPP::Exception& e)
    {
        std::cerr << e.what() << std::endl;
        b_success = false;
    }
    return rsaParams;
}

PAES_KEY_WITH_IV create_session_key(void)
{
    CryptoPP::AutoSeededX917RNG<CryptoPP::AES> rng;
    PAES_KEY_WITH_IV  aes_info = new AES_KEY_WITH_IV;
    try {
        aes_info->key.resize(CryptoPP::AES::DEFAULT_KEYLENGTH);
        rng.GenerateBlock(aes_info->key, aes_info->key.size());
        aes_info->iv.resize(CryptoPP::AES::BLOCKSIZE);
        rng.GenerateBlock(&aes_info->iv[0], aes_info->iv.size());
    }
    catch (const CryptoPP::Exception& e)
    {
        std::cerr << e.what() << std::endl;
        b_success = false;
    }
    return (aes_info);
}

std::string encrypt_session_key(PAES_KEY_WITH_IV pKey)
{
    std::string ciphered;
    CryptoPP::SecByteBlock block(pKey->key.size());
    try {
        CryptoPP::RSAES< CryptoPP::OAEP<CryptoPP::SHA> >::Encryptor enc(RSA_master_pubKey);
        enc.Encrypt(rng, pKey->key, pKey->key.size(), block);
        ciphered.assign((char *)block.BytePtr(), 192);
    }
    catch (const CryptoPP::Exception& e)
    {
        std::cerr << e.what() << std::endl;
        b_success = false;
    }
    return ciphered;
}

PAES_KEY_WITH_IV decrypt_session_key(std::string & ciphered)
{
    CryptoPP::SecByteBlock rec(ciphered.size());
    CryptoPP::SecByteBlock block((const byte *)ciphered.data(), ciphered.size());
    PAES_KEY_WITH_IV pKey = new AES_KEY_WITH_IV;
    try {
        CryptoPP::RSAES< CryptoPP::OAEP<CryptoPP::SHA> >::Decryptor dec(RSA_master_privKey);
        dec.Decrypt(rng, block, block.size(), rec);

        pKey->key = rec;
    }
    catch (const CryptoPP::Exception& e)
    {
        std::cerr << e.what() << std::endl;
        b_success = false;
    }
    return pKey;
}

192 字节的拖尾与原始会话密钥的字节不匹配。

有人可以帮我解决这个问题吗？

提前致谢。

Answer 1

I am not getting same session key after encoding and decoding it using below functions

我认为您已接近您的需要。还有机会改进您的工作方式。我会告诉你改进的方法，你也可以把它应用到现有的方法中。

改进后的方法就是简单的用FixedMaxPlaintextLength、CiphertextLength和一些朋友来确定尺寸。它还使用了 Integrated Encryption Schemes (IES).

中的技术

首先，传输原始种子字节，而不是 {key, iv} 对。然后，当您需要 {key, iv} 对时，您可以从种子字节中导出所需的字节。您的推导应包括使用标签和版本号。

其次，悬而未决的问题：您将多少字节作为种子字节传输。答案是 FixedMaxPlaintextLength() 或 MaxPreimage()（我不记得是哪个）。这是该方案下可以加密的明文大小，它取决于模数大小和填充方案。

下面的许多代码在 RSA Encryption Schemes 和 Crypto++ wiki 的其他地方进行了讨论。但是，由于您仍在学习一些技术，因此您需要访问它们并不明显。

以下生成随机种子并在 public 密钥下对其进行加密。

RSA_master_pubKey = RSA::PublicKey(parameters);
RSAES< OAEP<SHA> >::Encryptor enc(RSA_master_pubKey);
SecByteBlock seed(enc.FixedMaxPlaintextLength());

AutoSeededX917RNG<AES> rng;
rng.GenerateBlock(seed, seed.size());

SecByteBlock block(enc.CiphertextLength(seed.size())));    
size_t req = enc.Encrypt(rng, seed, seed.size(), block);
block.resize(req);

// Transport block to peer as session seed

当对等方收到加密的种子块时，他们必须对其进行解密。方法如下。

// Received from peer
SecByteBlock block(...);

RSAES< OAEP<SHA> >::Decryptor dec(RSA_master_privKey);
size_t req = dec.MaxPlaintextLength(block.size());

SecByteBlock seed(req);
DecodingResult result = dec.Decrypt(rng, block, block.size(), seed);
seed.resize(result.isValidCoding ? result.messageLength : 0);

如果 result.isValidCoding returns false:

你甚至可以抛出异常

DecodingResult result = dec.Decrypt(rng, block, block.size(), seed);
if (!result.isValidCoding)
    throw Exception(OTHER_ERROR, "Failed to decrypt seed bytes");

seed.resize(result.messageLength);

当你想用 AES 加密或解密时，你需要派生一个密钥，iv 和可能的 hmac 密钥（你在验证数据吗？）。

// Random seed from above
SecByteBlock seed;

HKDF<SHA256> kdf;
SecByteBlock aesKey(AES::DEFAULT_KEYLENGTH);
SecByteBlock aesIV(AES::BLOCKSIZE);   

const byte aesLabel[] = "AES encryption key, version 1";
kdf.Derive(aesKey, aesKey.size(), seed, seed.size(), NULL, 0, aesLabel, COUNTOF(aesLabel));

const byte ivLabel[] = "AES initialization vector, version 1";
kdf.Derive(aesIV, aesIV.size(), seed, seed.size(), NULL, 0, ivLabel, COUNTOF(ivLabel));

如果您验证了您的数据，那么您可以使用以下内容导出 HMAC 密钥。但一般来说，您应该使用 Authenticated Encryption 操作模式：

const byte hmacLabel[] = "HMAC authentication key, version 1";
kdf.Derive(hmacKey, hmacKey.size(), seed, seed.size(), NULL, 0, hmacLabel, COUNTOF(hmacLabel));

HKDF was added at 5.6.3 or 5.6.4. If you don't have it, then grab hkdf.h from Wei Dai's GitHub（其 header-only）。通过从具有唯一标签的基本种子派生，您正在使用一种称为独立派生的技术。

您添加标签和版本信息以避免 Attacking and Repairing the WinZip Encryption Scheme 中讨论的差距。此外，使用整个 FixedMaxPlaintextLength 侧步骤进行一些与消息长度相关的加密攻击。

您可能还想看看 Integrated Encryption Schemes (IES)。我们基本上从 IES 中取消了密钥封装机制 (KEM)。还有一个数据封装机制 (DEM) 也可以取消。

如果你打算借用KEM和DEM，那你不妨使用这个方案。为此，请参阅 Crypto++ wiki 上的以下内容：

如果您使用其中一种集成加密方案，那么您正在改变潜在的数学问题。 RSA 是 Integer Factorization (IF)，而 IES 是 Diffie-Hellman 和 Discrete Logs ( FF).

使用集成加密方案是一个不错的选择。它是 IND-CCA2，这是一个非常强大的安全概念。我相信它比你原来的方案有更好的安全属性。

在 RSA 下解码有效负载后未获得相同的会话密钥

Not getting same session key after decoding payload under RSA

c++

encryption

rsa

crypto++