【发布时间】：2021-06-09 06:00:15
【问题描述】：
对于我的目标应用程序，我想为给定的输入连续多次使用 AES。 在连续加密它 $i$ 次后，如果向后解密 $i$ 次，它应该会产生相同的起始输入。
举个例子code我已经实现了一些可行的解决方案：
//g++ -o aestest aestest.cpp -lcryptopp
#include <iostream>
#include <iomanip>
#include "cryptopp/modes.h"
#include "cryptopp/aes.h"
#include "cryptopp/filters.h"
#include <cassert>
void dispBA(std::vector<byte> &bav, std::string text =""){
std::cout << text << " : size "<< bav.size() <<" byte"<< std::endl;
for( long unsigned int i = 0; i < bav.size(); i++ ) {
std::cout << std::dec<< (int)((static_cast<byte>(bav[i]))) << ", ";
}
std::cout << std::endl << std::endl;
}
void encryptBV(CryptoPP::CBC_Mode_ExternalCipher::Encryption &cbcEncryption, std::vector<byte> &bytesIn, std::vector<byte> &bytesCrypOut, bool disp=false){
CryptoPP::StreamTransformationFilter stfEncryptor(cbcEncryption, new CryptoPP::ArraySink( &bytesCrypOut[0],bytesCrypOut.size() ), CryptoPP::StreamTransformationFilter::NO_PADDING );
stfEncryptor.Put( &bytesIn[0], bytesIn.size() );
stfEncryptor.MessageEnd();
if(disp)dispBA(bytesCrypOut, "Cipher numbers");
}
void decryptBV(CryptoPP::CBC_Mode_ExternalCipher::Decryption &cbcDecryption, std::vector<byte> &bytesCrypIn, std::vector<byte> &bytesDecrOut, bool disp=false){
CryptoPP::StreamTransformationFilter stfDecryptor(cbcDecryption, new CryptoPP::ArraySink( &bytesDecrOut[0], bytesDecrOut.size() ), CryptoPP::StreamTransformationFilter::NO_PADDING );
stfDecryptor.Put( &bytesCrypIn[0], bytesCrypIn.size() );
stfDecryptor.MessageEnd();
if(disp)dispBA(bytesDecrOut, "Decrypted numbers");
}
int main(int argc, char* argv[]) {
//Key 32 bytes -> aes256
//block size always 16
const int myKeysize = 32;
byte key[ myKeysize ], iv[ CryptoPP::AES::BLOCKSIZE ];
memset( key, 0x00, myKeysize ); // no key set yet
memset( iv, 0x00, CryptoPP::AES::BLOCKSIZE );
//encryption
std::vector<byte> bytesCryp(myKeysize);
CryptoPP::AES::Encryption aesEncryption(key, myKeysize);
CryptoPP::CBC_Mode_ExternalCipher::Encryption cbcEncryption( aesEncryption, iv );
//decryption
std::vector<byte> bytesDecr(myKeysize);
CryptoPP::AES::Decryption aesDecryption(key, myKeysize);
CryptoPP::CBC_Mode_ExternalCipher::Decryption cbcDecryption( aesDecryption, iv );
std::vector<byte> bytesIn = {0 ,1, 2, 3, 4, 5 ,6 ,7 ,8 ,9 ,10 ,11, 12, 13 ,14 ,15 ,16, 17, 18 ,19 ,20 ,21 ,22 ,23 ,24 ,25 ,26 ,27 ,28 ,29 ,30,31};
assert(bytesIn.size()== myKeysize);
dispBA(bytesIn, "Starting number");
//-----does work for single en/decryption
// Create Cipher numbers
//encryptBV(cbcEncryption, bytesIn, bytesCryp, true);
// Decrypt
//decryptBV(cbcDecryption, bytesCryp, bytesDecr, true);
int count = 42;
for(int i=0; i < count; i++){
cbcEncryption.SetKeyWithIV(key, myKeysize, iv ); // ++
encryptBV(cbcEncryption, bytesIn, bytesCryp);
cbcEncryption.SetKeyWithIV(key, myKeysize, iv ); // ++
encryptBV(cbcEncryption, bytesCryp, bytesIn);
}
for(int i=0; i<count; i++){
cbcDecryption.SetKeyWithIV(key, myKeysize, iv ); // ++
decryptBV(cbcDecryption, bytesIn, bytesCryp);
cbcDecryption.SetKeyWithIV(key, myKeysize, iv ); // ++
decryptBV(cbcDecryption, bytesCryp, bytesIn);
}
dispBA(bytesIn, "end"); // this does only return the correct value if lines marked with ++ are added
//-----but it does also work if I repeat them without changing the inputs--- ["W2"]
// Create Cipher numbers
//encryptBV(cbcEncryption, bytesIn, bytesCryp, true);
//encryptBV(cbcEncryption, bytesIn, bytesCryp, true);
// Decrypt
//decryptBV(cbcDecryption, bytesCryp, bytesDecr, true);
//decryptBV(cbcDecryption, bytesCryp, bytesDecr, true);
return 0;
}
但是，目前这仅在我在每条消息后重置密钥（或生成新的 ExternalCipher）时才有效。我虽然密钥仅在单个（128,196,256 位）消息（或在长消息内）的轮次中更改，并且不会继续通过消息。
有没有更好的方法来做到这一点？或者如果我不更改输入，为什么会发生这种情况而不会发生（参见[“W2”]）？
Here我发现了不同的操作模式。我猜这些是AES的不同实现。我应该使用某个吗？ （编辑：欧洲央行？它不支持 afaik）
【问题讨论】：
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在这种情况下“莫迪”是什么意思？
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@bmm6o 做了一些编辑，参考了cryptopp.com/wiki/Modes_of_Operation AES 使用密钥的方式有不同的类型
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我已经从Cryptography 迁移了这个问题，因为它依赖于通读代码。如果在执行期间更改了密钥，则这是特定于代码/库的，而不是 AES 算法定义的详细信息。 Crypto++ 是最常用的库之一，而且维护得很好。如果这是一个不错的选择，我会删除这个问题，因为这是固执己见（Crypto++ 确实有一种非常具体的工作方式）。
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顺便说一句，您可能需要重置 IV 而不是 CBC。在某些协议中，IV 取自消息的最后一个密文块，因此将“向量”保持在最后一个设置是有意义的。我不建议堆叠 CBC 加密。如果您只想加密另一个 128 位或 256 位的 AES 密钥，那么 ECB 就足够了。在这种情况下，您不需要静脉注射。如果您使用 AES，通常不需要多次加密密钥，但是您可以在 SIV 模式下使用 AES 或使用特定的 AES 密钥包装机制。
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@MaartenBodewes SIV 模式？我认为crypto++不支持这一点。我不想以经典的方式使用它。它应该作为对称伪随机数生成器，每个元素都可以作为初始元素。给定两个数字，应该很难确定是否在同一个周期中。给定一个循环的两个随机元素，应该很难确定它们之间的步数。
标签： c++ encryption aes crypto++