使用相同的密码两次调用 openssl_pkey_export() 会得到不同的结果

Question

我有非对称密码学的基础知识，但我是 OpenSSL PHP 扩展的新手，在执行以下代码后我感到困惑（请注意 openssl_pkey_new() 被称为只调用了一次，但是 openssl_pkey_export() 和密码被调用了两次）：

// Based on:
// PHP: openssl_pkey_new - Manual
// => https://www.php.net/manual/es/function.openssl-pkey-new.php#111769
$config=array(
    "digest_alg" => "sha512",
    "private_key_bits" => 4096,
    "private_key_type" => OPENSSL_KEYTYPE_RSA,
);
// Create the private and public key
$res=openssl_pkey_new($config);
// Extract the private key from $res
openssl_pkey_export($res, $privKey);
openssl_pkey_export($res, $privKeyEnc1, "12345678");
openssl_pkey_export($res, $privKeyEnc2, "12345678");
print_r($privKeyEnc1); /* Output 1 */
print_r($privKeyEnc2); /* Output 2 */

我运行它使用 php -a 我发现输出 1 和输出 2（$privKeyEnc1 和 $privKeyEnc2）是不同的（我 post仅第一个和最后一个字符):

输出 1 ($privKeyEnc1):

输出 2 ($privKeyEnc2):

这是错误的还是正常的行为？ 谁能详细解释一下为什么会这样？

Answer 1

PHP 代码创建 PEM 编码的加密 PKCS#8 密钥。在加密期间，会生成 random salt 和 IV 值，即使对于相同（未加密）的密钥，每次都会导致不同的加密，这就是加密密钥不同的原因。

为了说明这一点，请考虑使用您的代码生成的以下加密密钥（为简单起见，使用 512 位密钥，出于安全原因，实际上密钥大小必须 >= 2048 位）：

使用 ASN.1 解析器，例如https://lapo.it/asn1js/，解码结果如下：

这提供了有关加密密钥的以下信息：

用于加密的对称密钥是使用PBKDF2导出的。除了密码 HMAC/SHA256，随机生成的盐 0xCE37F7B93B9A3924 和迭代计数 2048 被应用。
加密本身使用 des-EDE3-CBC 进行，即使用 CBC 模式下的三重 DES，这意味着 192 位密钥。使用随机生成的IV 0xD681F9C689D44C3B。字节序列0x946B99249E...就是密文。

即使使用相同的密码，随机盐也会为每次加密生成不同的对称密钥。随机对称密钥和随机IV都会产生不同的密文，即每次加密都有不同的加密密钥，从而增强了安全性。

测试：

可以通过解密密钥轻松测试上述逻辑。解密密文，需要密码，盐和IV，例如：

$encryptedPkcs8 = hex2bin("946b99249e94028eecf411eb632c72766629c3a794927efb9cebc9a57f07da90756418462f4a622c8d02e56cbc9830f46b0d6558c1f7d31f2ddc756b5a69390e2dce784097c75bedc618b11130d406f24e0439739f15402342554a865924b4f734a8a1903d764053084e76bf1d3f4b035f0ce5255bf347f5e430432dd601ec7b9983d2c0e65fb93974d16cfb52e244e07697012dc5eb959be26b7b9e6b4b9358441443d4173c4787bc695f10c5146d9237588c51abd0169eb5f78ed8ec94be2e188ff81de044488038589b2bcab6b0124664cd839cdfa2ac0fa67ae404fe652db325b1e0a4a29d406f7c501723ee38f25915dfe5a47bbc8a33e062cc82bab9afb8a009f7de88fb55dfd2162ab4fe1d2bb5713f3af44c793286af5c01c7ae32f8f873b88b176aba503ae9cd50ddab9ea05897245463a3d407d5cf27c0e549c82f29eb6c79bcbeca0e5a0d27a38dc759c82debc17f87bdd54e710f263c39fa66b8"); 
$tripleDesKey = hash_pbkdf2("sha256", "12345678", hex2bin("ce37f7b93b9a3924"), 2048, 24, true);
$pkcs8Der = openssl_decrypt($encryptedPkcs8, "des-EDE3-CBC", $tripleDesKey, OPENSSL_RAW_DATA, hex2bin("d681f9c689d44c3b"));
$pkcs8Pem = "-----BEGIN PRIVATE KEY-----\n" . chunk_split(base64_encode($pkcs8Der), 64, "\n") . "-----END PRIVATE KEY-----";
print($pkcs8Pem . PHP_EOL);

它给出了以下 PKCS#8 密钥：

将获得等效的结果，例如：

openssl pkcs8 -topk8 -inform pem -in <encrypted PKCS#8 key> -outform pem -nocrypt -out <PKCS#8 key>

为了完整性：加密算法可以通过openssl_pkey_export()中的第4个参数来改变，例如：

openssl_pkey_export($res, $privKeyEnc1, "12345678", array('encrypt_key_cipher' => OPENSSL_CIPHER_AES_256_CBC));

在 CBC 模式下应用 AES-256，而不是在 CBC 模式下应用三重 DES。

使用相同的密码两次调用 openssl_pkey_export() 会得到不同的结果

Calling openssl_pkey_export() twice with the same passphrase gives different results

php

openssl

encryption-asymmetric