C# AES CFB 与第 3 方 C 实现的兼容性

Question

我有一个用于 C 的第 3 方 AES 库（来自 Lantronix）。我从 C# 的托管代码中包装了他们的 API，如下所示，它有效：

    [DllImport("cbx_enc.dll", CharSet = CharSet.Ansi, CallingConvention = CallingConvention.Cdecl)]
    static extern unsafe void VC_blockEncrypt(char* iv, char* key, int length, char* text, int RDkeyLen);

    /// <summary>
    /// Managed Encrypt Wrapper     
    /// </summary>
    /// <param name="buffer">provides the plain text and receives the same length cipher text</param>
    static readonly string key = "abcdef0123456789";
    static readonly string iv = "0123456789ABCDEF";
    public static void Encrypt(ref byte[] buffer)
    {
        var keyPtr = Marshal.StringToHGlobalAnsi(key);
        var ivPtr = Marshal.StringToHGlobalAnsi(iv);

        byte[] temp = new byte[16];
        Marshal.Copy(ivPtr, temp, 0, 16);
        int index = 0; 
        for (int i = 0; i < buffer.Length; i++)
        {
            if (index == 0)
            {
                Marshal.Copy(temp, 0, ivPtr, 16);
                unsafe
                {
                    VC_blockEncrypt((char*) ivPtr, (char*) keyPtr, 0, (char*) ivPtr, 128);
                }
                Marshal.Copy(ivPtr, temp, 0, 16);
                index = 16;
            }

            temp[16 - index] ^= buffer[i];
            buffer[i] = temp[16 - index];
            index--;
        }

        Marshal.FreeHGlobal(ivPtr);
        Marshal.FreeHGlobal(keyPtr);
    }

现在，当我自己写的时候，使用System.Security.Cryptography来完全避免使用他们的非托管DLL，我的最终密文似乎与他们不同！我使用相同的模式、相同的密钥、相同的 iv 和相同的纯文本，但算法不兼容。下面显示的是 RijndaelManaged 对象和代码的属性设置；我错过了导致这种不兼容的东西吗？

    /// <summary>
    /// Managed Encrypt     
    /// </summary>
    /// <param name="buffer">provides the plain text and receives the same length cipher text</param>
    static readonly string key = "abcdef0123456789";
    static readonly string iv = "0123456789ABCDEF";
    public static void Encrypt(ref byte[] buffer)
    {
        using (RijndaelManaged cipher = new RijndaelManaged())
        {
            cipher.Mode = CipherMode.CFB;
            cipher.Key = Encoding.ASCII.GetBytes(key);
            cipher.IV = Encoding.ASCII.GetBytes(iv);
            cipher.Padding = PaddingMode.None;
            cipher.FeedbackSize = 128;

            ICryptoTransform encryptor = cipher.CreateEncryptor(cipher.Key, cipher.IV);
            using (MemoryStream msEncrypt = new MemoryStream())
            {
                using (CryptoStream csEncrypt = new CryptoStream(msEncrypt, encryptor, CryptoStreamMode.Write))
                {
                    using (BinaryWriter swEncrypt = new BinaryWriter(csEncrypt))
                    {
                        swEncrypt.Write(buffer);
                    }
                    buffer = msEncrypt.ToArray();
                }
            }
        }
    }

或者，我从 Lantronix 架构阐明的算法看起来非常简单 - API 进行加密，并在调用方法中对输出与纯文本进行异或运算。然而，对于 .NET 库，我没有对中间加密输出的这种访问权限（或者有一个？），所以我可以像 Lantronix 在加密后手动执行的那样进行 XOR...

最终目标是停止使用非托管代码，但应该能够使用完全托管的 .NET 代码生成相同的密文。

提前感谢您的帮助。

p.s。如果您需要，我可以提供第 3 方 C 库 cbx_enc.dll。

编辑：@Topaco，这里有一些请求的示例数据。还没有从供应商那里听到有关分发他们的 DLL 的信息；正在努力……

CFB 的常见输入：

byte[] buffer = Encoding.ASCII.GetBytes("AAAAAAAAAAAAAABBBBBBBBBBBBBBBBBD"); //plain text string key = "abcdef0123456789"; string iv = "0123456789ABCDEF";

I/O 从包装器到非托管 DLL：

纯文本十六进制：4141414141414141414141414141424242424242424242424242424242424244 密文十六进制：C9094F820428E07AE035B6749E18546C62F9D5FD4A78480215DA3625D376A271

I/O 来自带有 FeedbackSize = 128; //CFB128:

的托管代码

纯文本十六进制：4141414141414141414141414141424242424242424242424242424242424244 密文十六进制：6A1A5088ACDA505B47192093DD06CD987868BFD85278A4D7D3120CC85FCD3D83

I/O 来自托管代码 FeedbackSize = 8 //CFB8:

纯文本十六进制：4141414141414141414141414141424242424242424242424242424242424244 密文十六进制：6ACA3B1159D38568504248CDFF159C87BB2D3850EDAEAD89493BD91087ED7507

我还使用 ECB 进行了额外测试，以查看它们的 API 行为是否像 ECB（因此需要外部 XORing）。因此，我将 IV 作为纯文本传递给我的 ECB 代码，如下所示，并将其与第一个 XOR 之前的输出进行比较——它们都不匹配！

将 IV 作为明文传递给欧洲央行：30313233343536373839414243444546 密文十六进制：2B5B11C9ED9B111A065861D29C478FDA

来自非托管 DLL 的十六进制密文，在第一个 XOR 之前：88480EC34569A13BA174F735DF59162E

最后，这是我对上述测试的 ECB 实现：

   static readonly string key = "abcdef0123456789";
    static readonly string iv = "0123456789ABCDEF";
    public static void Encrypt(ref byte[] buffer)
    {
        buffer = Encoding.ASCII.GetBytes(iv);
        Console.WriteLine($"PlainText:  {HexHelper.ToHexString(buffer)}");

        var aes = new AesManaged
        {
            KeySize = 128,
            Key = Encoding.ASCII.GetBytes(key),
            BlockSize = 128,
            Mode = CipherMode.ECB,
            Padding = PaddingMode.None,
            IV = new byte[] { 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0 }
        };

        ICryptoTransform encryptor = aes.CreateEncryptor(aes.Key, aes.IV);
        buffer = encryptor.TransformFinalBlock(buffer, 0, buffer.Length);

        Console.WriteLine($"CipherText: {HexHelper.ToHexString(buffer)}");
    }

谢谢。

Answer 1

想表达我对所有帮助的感谢，特别是对@Topaco 非常感谢 - 你对根据文档 将纯文本编码为 HEX 的见解很有帮助！这是修改后的包装代码；如您所见，它的密码现在与托管代码的密码相匹配！完美！！

    static readonly string key = "61626364656630313233343536373839"; //"abcdef0123456789";
    static readonly string iv = "0123456789ABCDEF";
    public static void Encrypt(ref byte[] buffer)
    {
        Console.WriteLine($"PlainText: {HexHelper.ToHexString(buffer)}");

        var keyPtr = Marshal.StringToHGlobalAnsi(key);
        var ivPtr = Marshal.StringToHGlobalAnsi(iv);
        byte[] temp = new byte[16];
        Marshal.Copy(ivPtr, temp, 0, 16);
        int index = 0; 
        for (int i = 0; i < buffer.Length; i++)
        {
            if (index == 0)
            {
                Marshal.Copy(temp, 0, ivPtr, 16);
                unsafe
                {
                    VC_blockEncrypt((char*) ivPtr, (char*) keyPtr, 0, (char*) ivPtr, 128);
                }
                Marshal.Copy(ivPtr, temp, 0, 16);
                index = 16;
                Console.WriteLine($"CipherText BeforeXOR: {HexHelper.ToHexString(temp)}");
            }

            temp[16 - index] ^= buffer[i];
            buffer[i] = temp[16 - index];
            index--;
        }

        Marshal.FreeHGlobal(ivPtr);
        Marshal.FreeHGlobal(keyPtr);

        Console.WriteLine($"CipherText: {HexHelper.ToHexString(buffer)}");

    }

I/O 来自修改后的包装代码：纯文本：4141414141414141414141414141424242424242424242424242424242424244 密文：6A1A5088ACDA505B47192093DD06CD987868BFD85278A4D7D3120CC85FCD3D83

I/O 来自托管代码：纯文本：4141414141414141414141414141424242424242424242424242424242424244 密文：6A1A5088ACDA505B47192093DD06CD987868BFD85278A4D7D3120CC85FCD3D83

干杯！！

C# AES CFB 与第 3 方 C 实现的兼容性

C# AES CFB compatibility with 3rd party C implementation

c#

cryptography

aes

dllimport

rijndaelmanaged