来自 OpenSSL 的 AES-256 每次都会产生不同的密文

Question

代码如下：

#include <QCoreApplication>
#include <string.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <openssl/evp.h>
#include <openssl/aes.h>
#include <iostream>

void en_de_crypt(int should_encrypt, FILE *ifp, FILE *ofp, unsigned char *ckey, unsigned char *ivec) {

    const unsigned BUFSIZE=4096;
    unsigned char *read_buf = (unsigned char*)malloc(BUFSIZE);
    unsigned char *cipher_buf;
    unsigned blocksize;
    int out_len;
    EVP_CIPHER_CTX ctx;

    for(int i=0; i<8;i++)
    {
        printf("%c\n",ckey[i]);
    }

     printf("\n\n");

    for(int i=0; i<8;i++)
    {
        printf("%c\n",ivec[i]);
    }

    EVP_CipherInit(&ctx, EVP_aes_256_cbc(), ckey, ivec, should_encrypt);
    blocksize = EVP_CIPHER_CTX_block_size(&ctx);
    cipher_buf = (unsigned char *)malloc(BUFSIZE + blocksize);

    while (1) {

        // Read in data in blocks until EOF. Update the ciphering with each read.

        int numRead = fread(read_buf, sizeof(unsigned char), BUFSIZE, ifp);
        EVP_CipherUpdate(&ctx, cipher_buf, &out_len, read_buf, numRead);
        fwrite(cipher_buf, sizeof(unsigned char), out_len, ofp);
        if (numRead < BUFSIZE) { // EOF
            break;
        }
    }

    // Now cipher the final block and write it out.

    EVP_CipherFinal(&ctx, cipher_buf, &out_len);
    fwrite(cipher_buf, sizeof(unsigned char), out_len, ofp);

    // Free memory

    free(cipher_buf);
    free(read_buf);
}

int main(int argc, char *argv[])
{
    QCoreApplication a(argc, argv);
    std::string pathToFiles = "C:/Temp/testEnc/dqdokoleda.7z";
    unsigned char ckey[8];
    unsigned char ivec[8];

    ckey[0] = 'p';
    ckey[1] = 'a';
    ckey[2] = 's';
    ckey[3] = 's';
    ckey[4] = 'w';
    ckey[5] = 'o';
    ckey[6] = 'r';
    ckey[7] = 'd';

    ivec[0] = 'a';
    ivec[1] = 'c';
    ivec[2] = 'g';
    ivec[3] = 't';
    ivec[4] = 'i';
    ivec[5] = 'j';
    ivec[6] = 'o';
    ivec[7] = 'r';



    FILE *fIN, *fOUT;

    // First encrypt the file

    fIN = fopen((pathToFiles).c_str(), "rb"); //File to be encrypted; plain text
    fOUT = fopen((pathToFiles+".enc").c_str(), "wb"); //File to be written; cipher text

    en_de_crypt(1, fIN, fOUT, ckey, ivec);

    fclose(fIN);
    fclose(fOUT);

    //Decrypt file now

    fIN = fopen((pathToFiles+".enc").c_str(), "rb"); //File to be read; cipher text
    fOUT = fopen((pathToFiles+".decrypted").c_str(), "wb"); //File to be written; cipher text

    en_de_crypt(0, fIN, fOUT, ckey, ivec);

    fclose(fIN);
    fclose(fOUT);

    std::cout << "END" << std::endl;

    return a.exec();
}

问题是我注释解密部分的时候，每次.enc文件的内容都不一样。然后，如果我尝试分别解密代码的取消注释解密和注释加密部分，则文件未正确解密（7zip 表示无法打开它）。如果我不注释代码的任何部分，加密和解密就成功完成了。

我正在使用 QT5.5.1，在我正在清理的文件的加密和解密之间，运行 qmake，重建和运行在调试模式下使用 MSVC 12.0 编译器（这无关紧要，但如果该程序适合您 - 尝试在一个文件的加密和解密之间清理和构建，看看它是否正常工作。

Answer 1

AES 支持 128 位的块大小和 128、192 和 256 位的密钥大小。在许多模式下，尤其是在 CBC 模式下，IV 必须与块大小相同。问题是您只使用 64 位的 IV 和 64 位的密钥。您需要提供一个 16 字节的 IV（适用于所有 AES 变体）和一个 32 字节的密钥（适用于 AES-256）。

我的猜测是 EVP_CipherInit 将尝试读取完整的 IV 和密钥，因此将读入未初始化的内存，该内存在每次程序执行时可能包含任意数据。

请记住，必须为每次加密随机生成一个 IV，以提供语义安全性。如果 IV 是静态的并且您使用相同的密钥，那么攻击可能会推断您仅通过观察密文来加密相同的消息。因此，随机化密文是一种安全措施属性。如果你想检查加密是否有效，那么你需要尝试解密它并将结果与原始明文进行比较。您可以将IV存储在密文文件格式的开头。

您似乎想使用密码作为加密密钥。不要混淆密码和密钥。密码的熵很小，而密钥通常看起来像噪音。如果要使用密码，则需要从密码中导出密钥。这通常使用 PBKDF2（PKCS5_PBKDF2_HMAC with EVP_sha256，如果你想要 AES-256 密钥）和随机盐和多次迭代（至少 6 万，可以是几百万）。您可以将盐与 IV 一起存储在密文文件格式的开头。

来自 OpenSSL 的 AES-256 每次都会产生不同的密文

AES-256 from OpenSSL produces a different ciphertext each time

c++

encryption

openssl

aes