Question

我使用初始化矢量和填充实现了AES 128位加密，如下面的代码所示。我碰巧正在使用ColdFusion，但我认为这并不重要。加密的结果显示了一些重复的模式，这是我本来不会想到的，但是再次，我不知道为此正确输出的特征。我在执行初始化向量并正确填充吗？

<!---
To encrypt this, for example:
    "String1"
Prefix the string with an Initialization Vector of 16 random characters,
plus enough padding ("000000001") to make the entire string a multiple of 16 characters (32 characters, here)
    "HoMoz4yT0+WAU7CX000000001String1"
Now encrypt the string to this (64 characters):
    "Bn0k3q9aGJt91nWNA0xun6va8t8+OiJVmCqv0RzUzPWFyT4jUMzZ56pG5uFt6bGG"
--->

<cfoutput>

    <cfset EncryptKey="LpEecqQe3OderPakcZeMcw==">

    <cfloop index="StringToEncrypt" list="String1,String2,String3,String3">
        <!--- Make random Initialization Vector (IV) of length 16 
        (create it from GenerateSecretKey(), but GenerateSecretKey is NOT the key that we encrypt/decrypt with) --->
        <cfset IV=left(GenerateSecretKey("AES",128),16)>
        <!--- Pad the string so its length is a multiple of 16 --->
        <cfset padlength=16 - (len(StringToEncrypt) mod 16)>
        <cfset padding=repeatstring("0",padlength-1) & "1">
        <cfset NewStringToEncrypt=IV & padding & StringToEncrypt>
        <cfset EncryptedString=encrypt(NewStringToEncrypt,EncryptKey,"AES","Base64")>
<pre>Original string: #StringToEncrypt#
StringToEncrypt: #NewStringToEncrypt#
EncryptedString: #EncryptedString#</pre>
    </cfloop>

</cfoutput>

下面是示例输出：

Original string: String1
StringToEncrypt: QLkApY6XKka7mQge000000001String1
EncryptedString: BOAVeSKidQyyHrEa15x9Uava8t8+OiJVmCqv0RzUzPWFyT4jUMzZ56pG5uFt6bGG

Original string: String2
StringToEncrypt: DboCmHHuVrU05oTV000000001String2
EncryptedString: 4Yk14F0ffz9+djbvSiwA1/X3FHhS5Vhta7Q8iocBPhmFyT4jUMzZ56pG5uFt6bGG

Original string: String3
StringToEncrypt: 8om5VbbWQgvRWK7Q000000001String3
EncryptedString: 01AF+pmF9sDsUHcIXSVfom8Egv8Oiyb2yy12hiVcJjqFyT4jUMzZ56pG5uFt6bGG

Original string: String3
StringToEncrypt: T4qJodVe6aEv0p1E000000001String3
EncryptedString: aAjCbSBRZ+cd7ZwpFPZUxW8Egv8Oiyb2yy12hiVcJjqFyT4jUMzZ56pG5uFt6bGG

每个EncryptedString以相同的21个字符结尾：

FyT4jUMzZ56pG5uFt6bGG

当原始字符串相同时（在第3和第4个示例中为“ String3”），EncryptedString以相同的42个字符结尾：

8Egv8Oiyb2yy12hiVcJjqFyT4jUMzZ56pG5uFt6bGG

更新：按照接受的答案，我不应该自己做填充或初始化向量。 Coldfusion的加密/解密功能可以自动处理，并且加密的值将没有重复的模式。例如：

EncryptedString=encrypt(StringToEncrypt, EncryptKey, 'AES/CBC/PKCS5Padding', 'Base64')
DecryptedString=decrypt(EncryptedString, EncryptKey, 'AES/CBC/PKCS5Padding', 'Base64')

Answer 1

不要不做自己的填充，但是让加密函数来做。它被追加到明文中，而不是前置的。通常的填充称为PKCS5填充，并在{1,2,3，\ ldots，16} $中将$ t $乘以字节$ t \来构成完整的块。

此外，iv是加密函数的一个参数，并且不放在明文之前。它实际上是（当您使用像CBC，OFB，CFB这样的链模式时）加在密文之前。

因此，您可以像生成时一样生成IV（尽管可能有更好的函数可以这样做），然后按原样使用纯文本并进行加密：

EncryptedString=encrypt(StringToEncrypt, EncryptKey, 'AES/CBC/PKCS5Padding', 'Base64', binaryDecode(IV, "base64"))

（基于this documentation）

添加了2 根据这些文档，iv应该是二进制的，因此必须转换generateKey的base64。感谢@Agax和他的“ cftry”示例的评论...

添加了1 事实证明，省略IV将导致该功能以一种似乎不重复的方式生成自己的IV。无论如何，我们都可以使用

EncryptedString=encrypt(StringToEncrypt, EncryptKey, 'AES/CBC/PKCS5Padding', 'Base64')

相反。必须使用诸如CBC之类的链接模式来从随机IV中获得传播效果，该随机IV掩盖相同的明文，并且默认的“ AES”保持可见（大概是ECB模式）。

当我们将IV作为参数提供时，IV实际上并不位于密码文本的前面，因此您必须以某种方式记住它才能解密第一段纯文本。相当不规范。当您让加密本身生成时，它确实会在其前面。因此，您必须使用相同的签名版本的解密。

Answer 2

一个可能的原因是，您使用的AES模式在加密当前块之前没有将前一个块与当前块一起使用。

例如，CBC模式在对当前块进行加密之前，对前一个块密文和当前块明文执行XOR。这意味着即使使用相同的字符串（“ string3”）和相同的键，不同的IV也会产生完全不同的结果，并且永远不会重复字符串。

使用XOR的AES的其他模式包括：CBC，PCBC，OFB，CFB。 link （在“普通模式”部分下）更详细地描述了AES的不同模式。

使用初始化向量和填充正确执行AES 128加密

2 个答案: