在 Node.js 中使用 Crypto 进行加密没有给出预期的结果

Question

我有一个旧的嵌入式设备，它需要一个具有给定密码、密钥和 IV 的加密密码。一个用 .NET 框架编写的现有应用程序会创建一个 AES-128-CBC 加密字符串，我正在使用 Crypto 库在 Node.js 中重写它。

但是，当我在 Node.js 中使用相同的密钥和 IV 加密字符串时，输出与 .NET 中的不同。我已经使用在线工具仔细检查了加密，它们产生的结果与 .NET 相同，因此 Node.js Crypto 是一个奇怪的结果。

.NET 的 C# 代码（密钥和 IV 已替换为演示目的）：

byte[] encrypted;
        
        using (AesManaged aes = new AesManaged())
        {
            aes.Mode = CipherMode.CBC;
            aes.Padding = PaddingMode.Zeros;
            aes.Key = new byte[] { 0x00, 0x11, 0x22, 0x33, 0x44, 0x55, 0x66, 0x77, 0x88, 0x99, 0xaa, 0xbb, 0xcc, 0xdd, 0xee, 0xff };
            aes.IV = new byte[] { 0xaa, 0xbb, 0xcc, 0xdd, 0xee, 0xff, 0x00, 0x11, 0x22, 0x33, 0x44, 0x55, 0x66, 0x77, 0x88, 0x99 };

            ICryptoTransform encryptor = aes.CreateEncryptor(aes.Key, aes.IV);

            using (MemoryStream msEncrypt = new MemoryStream())
            {
                using (CryptoStream csEncrypt = new CryptoStream(msEncrypt, encryptor, CryptoStreamMode.Write))
                {
                    using (StreamWriter swEncrypt = new StreamWriter(csEncrypt))
                    {
                        swEncrypt.Write("admin");
                    }
                    encrypted = msEncrypt.ToArray();
                }
            }
        } 
        return encrypted;

这给出了 Base64 字符串 gE1twb8LV/44oO/6UKwwCg==。 我用在线工具测试了相同的密码、密钥和 IV，它们给出了相同的输出。

我的 Node.js 代码：

const crypto = require('crypto');

const key = Buffer.from('00112233445566778899aabbccddeeff', 'hex');
const iv = Buffer.from('aabbccddeeff00112233445566778899', 'hex');

const plaintext = 'admin';
var cipher = crypto.createCipheriv('aes-128-cbc', key, iv);
cipher.update(Buffer.from('admin'));
var encrypted = cipher.final().toString('base64');

这给出了 Base64 字符串 4TT9E4WDH/TmlKjJdVFeHQ==。

我已经尝试了我能想到的一切，但没有运气。 我注意到 .NET 代码指定了一个零填充，但我无法找到在 Node.js Crypto 中设置它的方法。我猜这可能是它没有给出相同输出的原因。

有人知道如何在 Node.js Crypto 中指定零填充吗？

Answer 1

正如您已经注意到的，填充不匹配。在 C# 代码中指定了零填充，在 NodeJS 代码中默认使用 PKCS#7。由于 NodeJS 的 crypto 模块不支持零填充，因此您必须自己实现这一点并禁用默认填充。

此外，必须为 update() 和 final() 调用定义输入和输出编码，并且必须连接这些部分。在以下 NodeJS 代码中，UTF-8 被指定为输入编码，Base64 被指定为输出编码：

const crypto = require('crypto');

const key = Buffer.from('00112233445566778899aabbccddeeff', 'hex');
const iv = Buffer.from('aabbccddeeff00112233445566778899', 'hex');

const plaintext = 'admin';
var cipher = crypto.createCipheriv('aes-128-cbc', key, iv);
cipher.setAutoPadding(false); // Disable default PKCS#7 padding
var paddedPlaintext = zeroPad(plaintext, 16); // Zero pad plaintext
var encrypted = cipher.update(paddedPlaintext, 'utf8', 'base64'); // Specify input-/outputencoding
encrypted += cipher.final('base64'); // Specify outputencoding and concatenate
console.log(encrypted); // gE1twb8LV/44oO/6UKwwCg==

function zeroPad(text, bs){
    var padLength = text.length;
    if (text.length % bs > 0){
      padLength += bs - text.length % bs;
    }
    return text.padEnd(padLength, '\0');
}

输出：

gE1twb8LV/44oO/6UKwwCg==

与 C# 代码的输出相匹配。

---

请注意，静态 IV 是不安全的。为每次加密使用随机生成的 IV 更安全。当然，出于测试目的，这很好。
此外，零填充是不可靠的。更好的选择是 PKCS#7 填充（这是 crypto 默认值）。