在PyCrypto AES MODE_CTR中包含随机数和块计数

Question

一些背景信息,您可以跳过此部分的实际问题

这是我在stackoverflow上关于这个主题的第三个问题.是完整的,这些都是其他问题AES隐窝,JS和PyCrypto和匹配AES德/加密在Python和JavaScript.不幸的是,我的最后一次尝试得到了原始问题的两个downvots.问题是,即使我不知道我真正的问题是什么.我只是四处寻找我正在寻找的真正问题.通过评论中的反馈,并阅读一些其他信息,我更新了我的问题.我认为,我正在挖掘正确的问题.但是我的问题在我的更新后没有得到任何更多的观点.所以我真的希望,这个问题现在更清晰易懂 - 即使我知道我现在的问题是什么:D
谢谢大家为这个很酷的社区制作堆栈流 - 我经常在这里找到解决问题的方法.请继续对不良问题提供反馈,以便对其进行改进和更新,从而增加这个庞大的知识和解决方案数据库.并随意纠正我的英语语法和拼写.

问题

AES中的JavaScript

我有一个加密的字符串,我可以使用这个AES 256 CTR模式的Javascript实现解密

password = "myPassphrase"
ciphertext = "bQJdJ1F2Y0+uILADqEv+/SCDV1jAb7jwUBWk"
origtext = Aes.Ctr.decrypt(ciphertext, password, 256);
alert(origtext)

这会This is a test Text弹出解密我的字符串和警告框.

AES与PyCrypto

现在我想用python和PyCrypto解密这个字符串

password = 'myPassphrase'
ciphertext = "bQJdJ1F2Y0+uILADqEv+/SCDV1jAb7jwUBWk"
ctr = Counter.new(nbits=128)
encryptor = AES.new(key, AES.MODE_CTR, counter=ctr)
origtext = encryptor.decrypt(base64.b64decode(ciphertext))
print origtext

此代码无法运行.我得到了ValueError: AES key must be either 16, 24, or 32 bytes long.当我认识到,我必须在PyCrypto中做更多事情然后只是调用一个解密方法,我开始调查结束尝试弄清楚我必须做什么.

调查

我首先想到的基本事情是:

• AES 256位(？).但AES标准是128位.将密码增加到32字节是否足够？
• 计数器模式.使用AES.MODE_CTR轻松在PyCrypto中进行设置.但是我必须指定一个counter()方法.所以我使用了PyCrypto提供的基本二进制计数器.这与Javascript实现兼容吗？我无法弄清楚他们在做什么.
• 该字符串是base64编码的.不是一个大问题.
• 填充一般.密码短语和加密字符串.

对于密码,他们这样做:

for (var i=0; i<nBytes; i++) {
    pwBytes[i] = isNaN(password.charCodeAt(i)) ? 0 : password.charCodeAt(i);
}

然后我在python中做到了这一点

l = 32
key = key + (chr(0)*(l-len(key)%l))

但这没有帮助.我仍然得到一个奇怪的字符串? A???B??d9= ,?h????'与以下代码

l = 32
key = 'myPassphrase'
key = key + (chr(0)*(l-len(key)%l))
ciphertext = "bQJdJ1F2Y0+uILADqEv+/SCDV1jAb7jwUBWk"
ctr = Counter.new(nbits=128)
encryptor = AES.new(key, AES.MODE_CTR, counter=ctr)
origtext = encryptor.decrypt(base64.b64decode(ciphertext))
print origtext

然后我阅读了有关Javascript实现的更多信息,它说

[...]在此实现中,初始块将nonce保存在前8个字节中,块计数保存在后8个字节中.[...]

我认为这可能是解决方案的关键.所以我测试了在Javascript中加密空字符串时会发生什么:

origtext = ""
var ciphertext =Aes.Ctr.encrypt(origtext, password, 256);
alert(ciphertext)

警告框显示/gEKb+N3Y08=(12个字符).但为什么12？不应该是8 + 8 = 16Bytes？好吧无论如何,我通过使用和或测试解密来尝试python解密的暴力方法.我知道这是一次非常尴尬的尝试,但我越来越绝望了.它也没用.for i in xrange(0,20):ciphertext[i:]base64.b64decode(ciphertext)[i:]

未来的前景也是以同样的方式实现加密.

附加信息

加密的字符串最初并未使用此Javascript实现进行加密,而是来自其他来源.我刚认识到,Javascript代码做的是正确的.所以我肯定这种实现类似于"标准".

这个问题

我能做些什么,来自使用PyCrypto的字符串的加密和解密与Javascript实现中的相同,以便我可以在Javascript和Python之间交换数据？我也会切换到python中的另一个加密库,如果你可以建议另一个.此外,我很满意任何提示和反馈.

我认为,所有归结为如何将nonce和block count包含在加密字符串中？以及如何提取此信息以进行解密？

Answer 1

我们仍然在处理一堆问题.

如何提取nonce和计数器进行解密？

这很简单.在Javascript实现中(在这方面不遵循特定标准),8字节的随机数被加在加密结果之前.在Python中,您使用以下命令提取它:

import base64
from_js_bin = base64.decode(from_js)
nonce = from_js_bin[:8]
ciphertext = from_js_bin[8:]

from_js您收到的二进制字符串在哪里.

无法提取计数器,因为JS实现不传输它.但是,初始值是(通常发生)0.

如何在Python中使用nonce和counter来解密字符串？

首先,必须确定nonce和counter如何组合以获得计数器块.似乎JS实现遵循NIST 800-38A标准,其中左半部分是nonce,右半部分是计数器.更确切地说,计数器采用大端格式(LSB是最右边的字节).这也是维基百科显示的内容: .

不幸的是,在PyCrypto(一个众所周知的问题)中,CTR模式记录很少.基本上,counter参数必须是一个可调用对象,为每个后续调用返回正确的16字节(对于AES)计数器块. Crypto.Util.Counter这样做,但以一种模糊的方式.

它仅用于性能目的.你可以像这样自己轻松地实现它:

from Crypto.Cipher import AES
import struct

class MyCounter:

  def __init__(self, nonce):
    """Initialize the counter object.

    @nonce      An 8 byte binary string.
    """
    assert(len(nonce)==8)
    self.nonce = nonce
    self.cnt = 0

  def __call__(self):
    """Return the next 16 byte counter, as binary string."""
    righthalf = struct.pack('>Q',self.cnt)
    self.cnt += 1
    return self.nonce + righthalf

cipher_ctr = AES.new(key, mode=AES.MODE_CTR, counter=MyCounter(nonce))
plaintext = cipher_ctr.decrypt(ciphertext)

AES的关键有多长？

AES-128的密钥长度为16个字节.AES-192的密钥长度为24个字节.AES-256的密钥长度为32个字节.每种算法都不同,但大部分实现都是共享的.在所有情况下,算法都在16字节数据块上运行.为简单起见,坚持使用AES-128(nBits=128).

你的代码会起作用吗？

我觉得它不会,因为你计算AES密钥的方式似乎不正确.JS代码以UTF-8编码密码并用自己加密.结果是实际的密钥材料.它长16字节,因此对于AES-192和-256,实现在后面复制它的一部分.另外,明文在加密之前也是UTF-8编码的.

一般来说,我建议你遵循这种方法:

1. 使您的JS实现可重现(现在加密取决于当前时间,这经常变化;-)).
2. 在每一步打印键和数据的值(或使用调试器).
3. 尝试在Python中重现相同的算法,并打印值.
4. 调查他们开始有所不同的地方.

一旦你在Python中复制了加密算法,解密就应该很容易了.