唯一的IV使用attr_encrypted生成相同的密文

时间：2016-03-14 15:26:49

标签： ruby-on-rails encryption attr-encrypted

使用最基本的设置：

class User < ActiveRecord::Base
  attr_encrypted :name, 
                 key: 'This is a key that is 256 bits!!', 
                 encode: true, 
                 encode_iv: true, 
                 encode_salt: true
end

当提供相同的名称时，结果在数据库中显示如下：

╔════╦══════════════════════════════╦═══════════════════╗
║ id ║ encrypted_name               ║ encrypted_name_iv ║
╠════╬══════════════════════════════╬═══════════════════╣
║ 1  ║ aVXZb1b317nroumXVBdV9pGxA2o= ║ JyE7wHups+3upY5e  ║
║ 2  ║ aVXZb1b317nroumXVBdV9pGxA2o= ║ uz/ktrtbUAksg5Vp  ║
╚════╩══════════════════════════════╩═══════════════════╝

为什么密文相同？那不是宝石正在使用的iv点的一部分吗？

2 个答案:

答案 0 :(得分：12)

更新： 以下是解释整个问题的原始帖子，此问题已修复，请参阅此答案的底部以获得解决方案。

我很确定你在encryptor gem（attr_encrypted用来进行实际加密的gem）中发现了一个相当讨厌的安全问题。

问题在于，当使用aes-256-gcm算法（或任何AES GCM算法）时，初始化向量（IV）目前确实未被考虑加密。该问题不会影响其他算法，但遗憾的是aes-256-gcm是attr_encrypted中的默认算法。

事实证明， it is the order of setting the IV vs. the encryption key 导致问题的原因。如果在密钥之前设置了（作为is in the gem），则不会考虑IV，但如果在密钥之后设置了。

一些测试证明问题：

在获取encryptor gem代码的一部分时，我创建了最简单的测试用例来证明问题（在针对OpenSSL版本编译的ruby 2.3.0下测试“1.0.1f 2014年1月6日”）：

def base64_enc(bytes)
  [bytes].pack("m")
end

def test_aes_encr(n, cipher, data, key, iv, iv_before_key = true)
  cipher = OpenSSL::Cipher.new(cipher)
  cipher.encrypt

  # THIS IS THE KEY PART OF THE ISSUE
  if iv_before_key
    # this is how it's currently present in the encryptor gem code
    cipher.iv = iv
    cipher.key = key
  else
    # this is the version that actually works
    cipher.key = key
    cipher.iv = iv
  end

  if cipher.name.downcase.end_with?("gcm")
    cipher.auth_data = ""
  end

  result = cipher.update(data)
  result << cipher.final

  puts "#{n} #{cipher.name}, iv #{iv_before_key ? "BEFORE" : "AFTER "} key: " +
           "iv=#{iv}, result=#{base64_enc(result)}"
end

def test_encryption
  data = "something private"
  key = "This is a key that is 256 bits!!"

  # control tests using AES-256-CBC
  test_aes_encr(1, "aes-256-cbc", data, key, "aaaabbbbccccdddd", true)
  test_aes_encr(2, "aes-256-cbc", data, key, "eeeeffffgggghhhh", true)
  test_aes_encr(3, "aes-256-cbc", data, key, "aaaabbbbccccdddd", false)
  test_aes_encr(4, "aes-256-cbc", data, key, "eeeeffffgggghhhh", false)

  # failing tests using AES-256-GCM
  test_aes_encr(5, "aes-256-gcm", data, key, "aaaabbbbcccc", true)
  test_aes_encr(6, "aes-256-gcm", data, key, "eeeeffffgggg", true)
  test_aes_encr(7, "aes-256-gcm", data, key, "aaaabbbbcccc", false)
  test_aes_encr(8, "aes-256-gcm", data, key, "eeeeffffgggg", false)
end

运行test_encryption使用AES-256-CBC然后使用AES-256-GCM对文本进行加密，每次使用两种不同的IV（在密钥之前/之后设置IV），获取以下内容结果：

# control tests with CBC:
1 AES-256-CBC, iv BEFORE key: iv=aaaabbbbccccdddd, result=4IAGcazRmEUIRDE3ZpEgoS0Nmm1/+nrd5VT2/Xab0WM=
2 AES-256-CBC, iv BEFORE key: iv=eeeeffffgggghhhh, result=T7um2Wgb2vw1r4uryF3xnBeq+KozuetjKGItfNKurGE=
3 AES-256-CBC, iv AFTER  key: iv=aaaabbbbccccdddd, result=4IAGcazRmEUIRDE3ZpEgoS0Nmm1/+nrd5VT2/Xab0WM=
4 AES-256-CBC, iv AFTER  key: iv=eeeeffffgggghhhh, result=T7um2Wgb2vw1r4uryF3xnBeq+KozuetjKGItfNKurGE=

# the problematic tests with GCM:
5 id-aes256-GCM, iv BEFORE key: iv=aaaabbbbcccc, result=Tl/HfkWpwoByeYRz6Mz4yIo=
6 id-aes256-GCM, iv BEFORE key: iv=eeeeffffgggg, result=Tl/HfkWpwoByeYRz6Mz4yIo=
7 id-aes256-GCM, iv AFTER  key: iv=aaaabbbbcccc, result=+4Iyn7RSDKimTQi0S3gn58E=
8 id-aes256-GCM, iv AFTER  key: iv=eeeeffffgggg, result=3m9uEDyb9eh1RD3CuOCmc50=

这些测试显示，虽然设置IV与密钥的顺序与CBC无关，it is for GCM。更重要的是，CBC中的加密结果对于两个不同的IV是不同的，而如果在密钥之前设置了IV则不适用于GCM。

我刚刚在encryptor gem中创建了pull request来解决此问题。实际上，您现在有几个选择：

  • 等到encryptor gem的新版本发布。

  • 也可以使用attr_encrypted的盐。无论如何，您应该使用salt来进一步保护加密数据。

非常不幸的是，所有已经加密的数据在修复后都会变得难以辨认，因为突然会将IV考虑在内。

更新：encryptor 3.0.0可用

您现在可以upgrade the encryptor gem to version 3.0修复错误。现在，如果这是您第一次使用encryptor或attr_encrypted宝石，那么您已经完成了设置并且一切都应该正常运行。

如果您的数据已使用encryptor 2.0.0加密，则必须在gem升级后手动重新加密数据，否则将无法正确解密！宝石升级期间，您将收到警告。示意图程序如下：

  • 您必须使用Encryptor类解密所有加密数据（请参阅README示例），使用:v2_gcm_iv => true选项。这应该可以正确解密您的数据。
  • 然后，您必须再次加密相同的数据，现在没有此选项（即:v2_gcm_iv => false），但包括数据库中的正确IV。
  • 如果您有生产数据，则需要在gem更新后立即离线升级，以确保没有数据损坏。

更新2：openssl gem确认并修复

中的问题

仅供参考，最近confirmed这实际上是基础ruby-openssl库中的问题而该错误现在已经fixed 。因此，将来有可能即使attr_encrypted gem版本2.x在与新的openssl-2.0.0 gem版本（从2016年9月开始测试）时也能正常工作。“ / p>

答案 1 :(得分：0)

如果纯文本，密钥和IV相同，则加密文本将相同。

看起来你需要使用：

attr_encrypted :email, key: 'some secret key', encode: true, encode_iv: true, encode_salt: true

注意：encode_iv: true

或者设置默认选项encode_iv: true

文档：attr_encrypted

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