是否可以使用 nodejs 加密在随机位置解密？

Question

我的理解是，理论上，CTR 模式下的 AES 块密码允许解密大文件的任何位置，而无需读取整个文件。

但是，我不知道如何使用 nodejs 加密模块执行此操作。我可以为 Decipher.update 方法提供虚拟块，直到我到达我感兴趣的部分，此时我会提供从文件中读取的实际数据，但这将是一个糟糕的 hack，低效且脆弱，因为我需要知道块大小。

有没有办法用加密模块做到这一点，如果没有，我可以使用什么模块？

Answer 1

I could feed the Decipher.update method with dummy blocks until I get to the part I'm interested in

正如@Artjom 已经评论过的，假设使用 CTR 模式，您不需要提供文件开头或任何虚拟块。你可以直接输入你感兴趣的密文。（使用AES开始128位的块大小）

参见CTR mode of operation，你只需要将IV计数器设置为密文的起始块，只提供你想要解密的加密文件的一部分（你可能需要提供的虚拟字节如果需要，开始块）

示例：

您需要使用 AES 从位置 1048577 解密文件，它是块 65536 (1048577/16) 加 1 个字节。因此，您将 IV 设置为 nonce|65536，解密虚拟 1 个字节（移动到 16*65536+1 的位置），然后您可以从您感兴趣的文件部分提供密文

Answer 2

我找到了解决这个问题的不同方法：

方法一：点击率模式

此答案基于@ArtjomB。和@gusto2 评论和回答，这真的给了我解决方案。但是，这是一个带有工作代码示例的新答案，它还显示了实现细节（例如，IV 必须递增为大端数）。

想法很简单：要从 n 块的偏移量开始解密，只需将 IV 增加 n。每个块是 16 个字节。

import crypto = require('crypto');
let key = crypto.randomBytes(16);
let iv = crypto.randomBytes(16);

let message = 'Hello world! This is test message, designed to be encrypted and then decrypted';
let messageBytes = Buffer.from(message, 'utf8');
console.log('       clear text: ' + message);

let cipher = crypto.createCipheriv('aes-128-ctr', key, iv);
let cipherText = cipher.update(messageBytes);
cipherText = Buffer.concat([cipherText, cipher.final()]);

// this is the interesting part: we just increment the IV, as if it was a big 128bits unsigned integer. The IV is now valid for decrypting block n°2, which corresponds to byte offset 32
incrementIV(iv, 2); // set counter to 2

let decipher = crypto.createDecipheriv('aes-128-ctr', key, iv);
let decrypted = decipher.update(cipherText.slice(32)); // we slice the cipherText to start at byte 32
decrypted = Buffer.concat([decrypted, decipher.final()]);
let decryptedMessage = decrypted.toString('utf8');
console.log('decrypted message: ' + decryptedMessage);

该程序将打印：

       clear text: Hello world! This is test message, designed to be encrypted and then decrypted
decrypted message: e, designed to be encrypted and then decrypted

正如预期的那样，解密的消息移动了 32 个字节。

最后，这里是 incrementIV 实现：

function incrementIV(iv: Buffer, increment: number) {
    if(iv.length !== 16) throw new Error('Only implemented for 16 bytes IV');

    const MAX_UINT32 = 0xFFFFFFFF;
    let incrementBig = ~~(increment / MAX_UINT32);
    let incrementLittle = (increment % MAX_UINT32) - incrementBig;

    // split the 128bits IV in 4 numbers, 32bits each
    let overflow = 0;
    for(let idx = 0; idx < 4; ++idx) {
        let num = iv.readUInt32BE(12 - idx*4);

        let inc = overflow;
        if(idx == 0) inc += incrementLittle;
        if(idx == 1) inc += incrementBig;

        num += inc;

        let numBig = ~~(num / MAX_UINT32);
        let numLittle = (num % MAX_UINT32) - numBig;
        overflow = numBig;

        iv.writeUInt32BE(numLittle, 12 - idx*4);
    }
}

方法二：CBC模式

由于CBC使用前面的密文块作为IV，并且在解密阶段所有密文块都是已知的，所以你没有什么特别要做的，你可以在流的任何一点解密。唯一的问题是，您解密的第一个块将是垃圾，但接下来的就可以了。所以你只需要在你真正想要解密的部分之前开始一个块。

是否可以使用 nodejs 加密在随机位置解密？

Is it possible to decipher at random position with nodejs crypto?

node.js

encryption

aes

random-access

node-crypto

方法一：点击率模式

方法二：CBC模式