即使没有IV,CCCrypt在AES CBC中解密也能正常工作

Question

我有一个令人困惑的问题,解密使用CCCrypt的AES-CBC模式加密的文件和随机的16字节IV产生完全相同的输出,无论我传入相同的正确IV用于加密还是根本没有.

我的期望:使用NULL IV进行解密不应导致正确的解密.我观察到:使用NULL IV会产生与用于加密的IV相同的结果.

下面为了完整起见,这里是重要的代码片段,iv以16字节安全随机化的NSData传递.

我在这里不理解什么？CCCrypt是否以某种方式从加密数据中找出IV本身？我在文档中找不到任何相关内容.

- (NSData *)encryptedDataForData:(NSData *)rawData
                         withKey:(NSData *)key
                              iv:(NSData *)iv
                           error:(NSError __autoreleasing**)error
{
    size_t outLength;
    NSMutableData *cipherData = [NSMutableData dataWithLength:rawData.length + kAlgorithmBlockSize];

    CCCryptorStatus result = CCCrypt(kCCEncrypt,
                                     kCCAlgorithmAES128,
                                     kCCOptionPKCS7Padding | kCCModeCBC,
                                     key.bytes,
                                     key.length,
                                     iv.bytes,
                                     rawData.bytes,
                                     rawData.length,
                                     cipherData.mutableBytes,
                                     cipherData.length,
                                     &outLength);
    if (result == kCCSuccess) {
        cipherData.length = outLength;
        return cipherData;
    } else {
        return nil;
    }
}

- (NSData *)decryptedDataForData:(NSData *)encryptedData withKey:(NSData *)key error:(NSError __autoreleasing**)error
{
    size_t outLength;
    NSMutableData *decryptedData = [NSMutableData dataWithLength:encryptedData.length];

    // this line is just to illustrate how setting the exact same iv here - if this one
    // was used for encryption - results in same output as when passing iv = NULL
    NSData *iv = [Cryptor dataForHex:@"724a7fc0 0d8ac9d5 f09ff4c1 64d2d1bb"];

    CCCryptorStatus result = CCCrypt(kCCDecrypt,
                                     kCCAlgorithmAES128,
                                     kCCOptionPKCS7Padding | kCCModeCBC,
                                     key.bytes,
                                     key.length,
                                     iv.bytes, // iv OR NULL --> same result o_O
                                     encryptedData.bytes,
                                     encryptedData.length,
                                     decryptedData.mutableBytes,
                                     decryptedData.length,
                                     &outLength);
    if (result == kCCSuccess) {
        decryptedData.length = outLength;
        return decryptedData;
    } else {
        return nil;
    }
}

编辑:

要详细说明这一点,无论我使用哪个IV进行解密(尝试了几个不同的随机IV),我总是得到相同结果的字节.即使我只从加密文件的中间某处解密加密文件的某些部分块.

这可能与我正在/解密(mp3文件)的实际数据有关吗？

当我只是将实际加密文件的一些任意块传递给解密器时,它是否应该在该块数据(我没有明确提供为IV)之前需要块来进行正确的解密？我个人可以想到的唯一解释是CCCrypt总是使用前16个字节作为IV,并且不解密那些但是在输出中丢弃它们.

编辑2:

en/decryption的输出,显示输入数据的前两个块,键和iv:

# encryption
data <4cd9b050 30c04bf9 2a0cb024 19010a31 400c2261 0069196a d77bcae6 9799ae26>
iv <724a7fc0 0d8ac9d5 f09ff4c1 64d2d1bb>
key <78656a1a 337fddd6 fa52e34d 9156d187>
encrypted <cf85cdbe 10a87309 a6fb4c4e ce640619 8f445b70 3738018a e78291a7 b4ea26ce>

# decryption with correct IV
data <cf85cdbe 10a87309 a6fb4c4e ce640619 8f445b70 3738018a e78291a7 b4ea26ce>
iv <724a7fc0 0d8ac9d5 f09ff4c1 64d2d1bb>
key <78656a1a 337fddd6 fa52e34d 9156d187>
decrypted <4cd9b050 30c04bf9 2a0cb024 19010a31 400c2261 0069196a d77bcae6 9799ae26>

# decryption with zero IV
data <cf85cdbe 10a87309 a6fb4c4e ce640619 8f445b70 3738018a e78291a7 b4ea26ce>
iv <00000000 00000000 00000000 00000000>
key <78656a1a 337fddd6 fa52e34d 9156d187>
decrypted <4cd9b050 30c04bf9 2a0cb024 19010a31 400c2261 0069196a d77bcae6 9799ae26>

# decryption with different IV
data <cf85cdbe 10a87309 a6fb4c4e ce640619 8f445b70 3738018a e78291a7 b4ea26ce>
iv <12345678 9abcdef1 23456789 abcdef12>
key <78656a1a 337fddd6 fa52e34d 9156d187>
decrypted <4cd9b050 30c04bf9 2a0cb024 19010a31 400c2261 0069196a d77bcae6 9799ae26>

编辑3:

代码-dataForHex:是:

+ (NSData *)dataForHex:(NSString *)hex
{
    NSString *hexNoSpaces = [[[hex stringByReplacingOccurrencesOfString:@" " withString:@""]
            stringByReplacingOccurrencesOfString:@"<" withString:@""]
            stringByReplacingOccurrencesOfString:@">" withString:@""];

    NSMutableData *data = [[NSMutableData alloc] init];
    unsigned char whole_byte = 0;
    char byte_chars[3] = {'\0','\0','\0'};
    for (NSUInteger i = 0; i < [hexNoSpaces length] / 2; i++) {
        byte_chars[0] = (unsigned char) [hexNoSpaces characterAtIndex:(NSUInteger) (i * 2)];
        byte_chars[1] = (unsigned char) [hexNoSpaces characterAtIndex:(NSUInteger) (i * 2 + 1)];
        whole_byte = (unsigned char)strtol(byte_chars, NULL, 16);
        [data appendBytes:&whole_byte length:1];
    }
    return data;
}

Answer 1

值得指出的是,永远不应该包含带填充选项的模式.我已经看到了很多,我实际上陷入了同样的陷阱,试图成为一个"尽可能明确".

kCCOptionPKCS7Padding | kCCModeCBC

应该:

kCCOptionPKCS7Padding

有趣的事实1:两者kCCModeEBC并且kCCOptionPKCS7Padding共享相同的值:1,并且实际上将评估为使用kCCOptionPKCS7Padding,然后默认为kCCModeCBC.

有趣的事实2:使用kCCOptionPKCS7Padding | kCCModeCBC评估kCCOptionPKCS7Padding标记和kCCOptionECBMode设置,实际上导致kCCModeEBC使用.

Answer 2

用于格式化注释.

用iv:

clear data:   <4cd9b050 30c04bf9 2a0cb024 19010a31>
iv data:      <724a7fc0 0d8ac9d5 f09ff4c1 64d2d1bb>
key data:     <78656a1a 337fddd6 fa52e34d 9156d187>
crypt data:   <d2c2efee 54e43781 549eec03 9db688e1 7c4248e7 e2ac1d80 7105ffae 4043ffb3>
decrypt data: <4cd9b050 30c04bf9 2a0cb024 19010a31>

iv为0:

clear data:   <4cd9b050 30c04bf9 2a0cb024 19010a31>
iv data:      <00000000 00000000 00000000 00000000>
key data:     <78656a1a 337fddd6 fa52e34d 9156d187>
crypt data:   <cf85cdbe 10a87309 a6fb4c4e ce640619 6be7b155 9db3f066 97e461e7 ced7960f>
decrypt data: <4cd9b050 30c04bf9 2a0cb024 19010a31>

很明显,iv没有在OP代码中使用.

以上代码:

CCCryptorStatus ccStatus   = kCCSuccess;
size_t          cryptBytes = 0;
NSMutableData  *dataOut    = [NSMutableData dataWithLength:dataIn.length + kCCBlockSizeAES128];

ccStatus = CCCrypt( encryptOrDecrypt, // kCCEncrypt or kCCDecrypt
                   kCCAlgorithmAES128,
                   kCCOptionPKCS7Padding,
                   key.bytes, 
                   kCCKeySizeAES128,
                   iv.bytes,
                   dataIn.bytes,
                   dataIn.length,
                   dataOut.mutableBytes,
                   dataOut.length,
                   &cryptBytes);

dataOut.length = cryptBytes;