AES 加密 - 相同密钥和 IV 的不同加密值

Question

我很难理解这里发生了什么。我是加密领域的新手，我试图在通过 HTTP 传输（以 JSON 字符串形式发送）之前对用户名和密码进行加密，然后在另一端对其进行解密。

我有一个类作为 AES 的简单实现（使用硬编码密钥/iv）：

public class SimpleAES
{
    private byte[] key = { 32, 128, 16, 11, 28, 36, 45, 15, 214, 184, 17, 244, 27, 142, 252, 119, 111, 84, 125, 244, 123, 93, 126, 39, 44, 76, 87, 118, 231, 136, 43, 109 };
    private byte[] vector = { 246, 164, 231, 211, 32, 8, 64, 128, 211, 221, 132, 242, 122, 123, 129, 254 };
    private ICryptoTransform encryptor, decryptor;
    private UTF8Encoding encoder;

    public SimpleAES()
    {
        //return;
        RijndaelManaged rm = new RijndaelManaged();
        encryptor = rm.CreateEncryptor(key, vector);
        decryptor = rm.CreateDecryptor(key, vector);
        encoder = new UTF8Encoding();
    }

    public string Encrypt(string unencrypted)
    {
        //return unencrypted;
        return Convert.ToBase64String(Encrypt(encoder.GetBytes(unencrypted)));
    }

    public string Decrypt(string encrypted)
    {
        //return encrypted;
        return encoder.GetString(Decrypt(Convert.FromBase64String(encrypted)));
    }

    public byte[] Encrypt(byte[] buffer)
    {
        return Transform(buffer, encryptor);
    }

    public byte[] Decrypt(byte[] buffer)
    {
        return Transform(buffer, decryptor);
    }

    protected byte[] Transform(byte[] buffer, ICryptoTransform transform)
    {
        MemoryStream stream = new MemoryStream();
        using( CryptoStream cs = new CryptoStream(stream, transform, CryptoStreamMode.Write) )
        {
            cs.Write(buffer, 0, buffer.Length);
        }
        return stream.ToArray();
    }
}

在我的 ASP.NET Core Web API（面向 Microsoft.AspNetCore 2.1.0）中，我有一个包含我的 SimpleAES 类的类库（面向 .NET Standard 2.0）。此类还存在于驱动我的 Xamarin.iOS 应用程序的类库中，该应用程序是使用最新稳定版本的 Xamarin.iOS 构建的，面向 iOS 11。

在 ASP.NET Core Web API 中，这是以下语句产生的结果（bs 是 SimpleAES 对象）：

bs.Encrypt("testuser") --> dgIoOZ5UKsI2isPIbqXFNA==

bs.Encrypt("testpass") --> MZI72tKGu9VPIhF6vXoN4A==

bs.Encrypt("testuser72") --> gpzPtU6pTc6vuvpIaiwb1w==

bs.Encrypt("testpass1946") --> E3hamfb+u3AQ1Ip6KhC1gg==

在 Xamarin.iOS 应用程序中，这正是相同的语句产生的结果：

bs.Encrypt("testuser") --> dgIoOZ5UKsI2isPIbqXFNA==

bs.Encrypt("testpass") --> RCXKi1sGI1N/uiSNBI1JLA==

bs.Encrypt("testuser72") --> 7JVjuO3JNtKffSJCQ/Vndg==

bs.Encrypt("testpass1946") --> BROGP9AUByLcYFVtXS9FMg==

为什么这些值不同？我的理解是，使用相同的密钥、IV、模式和其他设置属性，AES 加密输出在任何给定字符串的任何实现中都是相同的。

此外，如果我每次更改 iOS 应用程序中的语句以创建一个新的 SimpleAES 对象，则加密输出正确地与我的 ASP.NET Core Web API 加密输出相同 .

对我来说，解决方案（不是一个好，也不是我想要的）是这样做：

bs.Encrypt("testuser") --> dgIoOZ5UKsI2isPIbqXFNA==

bs = new SimpleAES();

bs.Encrypt("testpass") --> MZI72tKGu9VPIhF6vXoN4A==

bs = new SimpleAES();

bs.Encrypt("testuser72") --> gpzPtU6pTc6vuvpIaiwb1w==

bs = new SimpleAES();

bs.Encrypt("testpass1946") --> E3hamfb+u3AQ1Ip6KhC1gg==

这会产生正确的加密。在 ASP.NET Core Web API 上，在每次加密之间创建一个新的 SimpleAES 对象，不会执行任何操作，并且值保持完全相同。

有谁知道为什么这会在 Xamarin.iOS 上以这种方式运行？也许是垃圾收集问题？代码中是否存在特定于 Xamarin.iOS 的问题？我只是不知所措，不想使用这个解决方案。

任何帮助将不胜感激。

Answer 1

ICryptoTransform 的实现在您调用 TransformFinalBlock 后不一定可重用（这会在 CryptoStream 关闭时自动发生）。在使用相同的转换创建另一个 CryptoStream 之前，您应该检查 CanReuseTransform 属性。

除了，正如另一条评论刚刚提到的那样，在某些版本的框架中存在一个错误，其中某些实现不会为CanReuseTransform 返回正确的值。为了安全起见，您可能希望每次都重新创建对象。