在 Python 中实现 AES/ECB/PKCS5 填充

Question

我正在尝试实现一个 python 程序来使用 AES/ECB/PKCS5 填充加密纯文本。我得到的输出与预期略有不同。

Python3 程序：

import base64
from Crypto.Cipher import AES

 
def add_to_16(value):
    while len(value) % 16 != 0:
        value += '\0'
    return str.encode (value) # returns bytes
 

# Encryption method
def encrypt(text):
         # Secret key 
    key='92oifgGh893*cj%7' 

         # Text to be encrypted
         # Initialize encryptor
    aes = AES.new(key, AES.MODE_ECB) 

         # Aes encryption to be
    encrypt_aes = aes.encrypt(add_to_16(text)) 

         # Converted into a string with base64
    encrypted_text = str(base64.encodebytes (encrypt_aes), encoding = 'utf-8')

    print(encrypted_text)
    return encrypted_text

if __name__ == '__main__': 

    text = '{  "Message": "hello this is a plain text" , "user":"john.doe", "Email":"john.doe@example.com}'
    entrypted_text = encrypt(text)

上述程序的输出是：

oo8jwHQNQnBwVUsJ5piShFRM3PFFIfULwcoFOEQhPMTAvexSr6eE9aFLVQTpAKBFkGi8vNbtScvyexSxHBlwVapJ5Szz1JPR9q9cHHJYYMzGocln4TRPFQ6S3e8jjVud

当使用第 3 方工具 online 进行验证时，结果为：

oo8jwHQNQnBwVUsJ5piShFRM3PFFIfULwcoFOEQhPMTAvexSr6eE9aFLVQTpAKBFkGi8vNbtScvyexSxHBlwVapJ5Szz1JPR9q9cHHJYYMwnIIuNCUVn/IExpxebqXV1

有人可以指导我哪里做错了吗？

Answer 1

PKCS 5（或 7）填充不是添加 0 字节，而是添加 c byteswith valuec(where1 ) if you're c` 字节缺少块长度倍数。

因此，如果您已经有 16 的倍数，则添加完整的 16 字节值 16，如果您的最后一个块是“停止”（4 字节），我们添加 12 字节，值为 0xc（十六进制中的 12）填满块。等等。

这样接收者（在解密最后一个块之后）可以检查最后一个字节c并检查值是否为1 <= c <= 16（如果不是，拒绝解密）然后检查最后一个c字节确实是 all 相同的值，然后将它们从解密中删除。这样，接收者不必猜测最后一个块的多少字节只是填充或纯文本的一部分。以 PKCS 方式进行是明确的。

我会把编码留给你。

Answer 2

我已经用下面的代码框住了用 PKCS5 填充的代码，并且按预期工作。

block_size=16
pad = lambda s: s + (block_size - len(s) % block_size) * chr(block_size - len(s) % block_size)

加密方法改写如下：

def encrypt(plainText,key):
    
    aes = AES.new(key, AES.MODE_ECB)    
    encrypt_aes = aes.encrypt(pad(plainText))   
    encrypted_text = str(base64.encodebytes (encrypt_aes), encoding = 'utf-8')
    return encrypted_text

Answer 3

这是完整的代码，以防有人还在寻找。

测试：

• python3.6
• python3.8

** 使用 pycryptodome

• encrypt_aes.py

import hashlib
from Crypto.Cipher import AES
import base64 

class AES_pkcs5:
    def __init__(self,key:str, mode:AES.MODE_ECB=AES.MODE_ECB,block_size:int=16):
        self.key = self.setKey(key)
        self.mode = mode
        self.block_size = block_size

    def pad(self,byte_array:bytearray):
        """
        pkcs5 padding
        """
        pad_len = self.block_size - len(byte_array) % self.block_size
        return byte_array + (bytes([pad_len]) * pad_len)
    
    # pkcs5 - unpadding 
    def unpad(self,byte_array:bytearray):
        return byte_array[:-ord(byte_array[-1:])]


    def setKey(self,key:str):
        # convert to bytes
        key = key.encode('utf-8')
        # get the sha1 method - for hashing
        sha1 = hashlib.sha1
        # and use digest and take the last 16 bytes
        key = sha1(key).digest()[:16]
        # now zero pad - just incase
        key = key.zfill(16)
        return key

    def encrypt(self,message:str)->str:
        # convert to bytes
        byte_array = message.encode("UTF-8")
        # pad the message - with pkcs5 style
        padded = self.pad(byte_array)
        # new instance of AES with encoded key
        cipher = AES.new(self.key, AES.MODE_ECB)
        # now encrypt the padded bytes
        encrypted = cipher.encrypt(padded)
        # base64 encode and convert back to string
        return base64.b64encode(encrypted).decode('utf-8')

    def decrypt(self,message:str)->str:
        # convert the message to bytes
        byte_array = message.encode("utf-8")
        # base64 decode
        message = base64.b64decode(byte_array)
        # AES instance with the - setKey()
        cipher= AES.new(self.key, AES.MODE_ECB)
        # decrypt and decode
        decrypted = cipher.decrypt(message).decode('utf-8')
        # unpad - with pkcs5 style and return 
        return self.unpad(decrypted)
        
if __name__ == '__main__':
    # message to encrypt 
    message = 'hello world'
    secret_key = "65715AC165715AC165715AC165715AC1"
    AES_pkcs5_obj = AES_pkcs5(secret_key)
    
    encrypted_message = AES_pkcs5_obj.encrypt(message)

    print(encrypted_message)
    decrypted_message = AES_pkcs5_obj.decrypt(encrypted_message)
    print(decrypted_message)

输出：

>>> python encrypt_aes.py
>>> PDhIFEVqLrJiZQC90FPHiQ== # encrypted message
>>> hello world # and the decrypted one

我测试了许多已经可用的代码，但没有一个能像 java 那样提供精确的加密。所以，这是所有找到的博客和早期编写的兼容python2的代码的组合