CryptoJS AES CBC 256 解密在明文中间添加了额外的字节答案

【问题标题】：CryptoJS AES CBC 256 decrypt adds additional byte in the middle of plaintextCryptoJS AES CBC 256 解密在明文中间添加了额外的字节
【发布时间】：2023-04-04 07:46:01
【问题描述】：

我正在编写一个 Chrome 扩展程序，它使用 CryptoJS 进行一些 Apache Thrift 工作。我目前正在尝试让 CryptoJS 工作。我正面临 CryptoJS 解密由 CryptoJS 加密的数据的问题。在问题描述之后，我在下面附上了一个测试用例。

发生的事情如下，我有一个“字节”数组：

var bArr = [11,0,1,0,0,0,6,100,105,103,101,115,116,11,0,2,0,0,0,152,67,119,65,66,65,65,65,65,69,109,78,111,99,109,57,116,90,83,49,48,90,88,78,48,76,87,78,115,97,87,86,117,100,65,103,65,65,103,65,65,49,68,69,75,65,65,77,65,65,65,65,65,86,75,102,66,85,103,115,65,66,65,65,65,65,67,81,49,90,68,99,119,77,71,73,120,78,67,48,121,78,84,90,107,76,84,81,119,77,109,81,116,79,84,65,48,90,105,48,52,79,84,86,105,78,68,73,50,89,109,78,108,78,84,99,76,65,65,85,65,65,65,65,85,89,50,104,121,98,50,49,108,76,87,78,115,97,87,86,117,100,67,49,122,90,87,78,121,90,88,81,65,11,0,3,0,0,0,36,52,51,52,55,54,56,98,53,45,50,48,102,102,45,52,99,100,102,45,56,53,97,50,45,57,49,49,56,50,98,55,98,51,102,57,53,0];
var stringToEncode = String.fromCharCode.apply(null, bArr);

我用 CryptoJS 加密它然后解密。加密前的前 25 个字节：

11,0,1,0,0,0,6,100,105,103,101,115,116,11,0,2,0,0,0,152,67,119,65,66,65

解密后：

11,0,1,0,0,0,6,100,105,103,101,115,116,11,0,2,0,0,0,194,152,67,119,65,66

唯一的区别是位置 20 处多了一个 194。显然，除了填充之外，所有其他字节都完全相同。我试图了解这是从哪里来的。

有关帽子的更多信息是这些字节。这是一个具有 3 个字段的 Thrift 结构，字段 2 包含另一个嵌入的 Thrift 结构的 Base64 表示。输入的前 20 个字节说明：

11,0,1：字符串类型的 Thrift 字段，fid 1
0,0,0,6：fid 1的值的int32长度
100,67,119,65,66,65：字符串“摘要”
11,0,2：字符串类型的 Thrift 字段，fid 2
0,0,0,152：fid 2的值的int32长度
67 ...直到下一个字节11：嵌入结构的Base64表示

由于解密问题，Thrift 解析器错误地识别了 fid 2 值的长度。

我相信我在 OpenSSL 模式下使用 AES256 CBC 和 32 字节密钥 (SHA256) 和 16 字节 IV，并带有 PKCS7 填充。

这是我的 qunit 测试。

test("Decryption", function() {
  var bArr = [11,0,1,0,0,0,6,100,105,103,101,115,116,11,0,2,0,0,0,152,67,119,65,66,65,65,65,65,69,109,78,111,99,109,57,116,90,83,49,48,90,88,78,48,76,87,78,115,97,87,86,117,100,65,103,65,65,103,65,65,49,68,69,75,65,65,77,65,65,65,65,65,86,75,102,66,85,103,115,65,66,65,65,65,65,67,81,49,90,68,99,119,77,71,73,120,78,67,48,121,78,84,90,107,76,84,81,119,77,109,81,116,79,84,65,48,90,105,48,52,79,84,86,105,78,68,73,50,89,109,78,108,78,84,99,76,65,65,85,65,65,65,65,85,89,50,104,121,98,50,49,108,76,87,78,115,97,87,86,117,100,67,49,122,90,87,78,121,90,88,81,65,11,0,3,0,0,0,36,52,51,52,55,54,56,98,53,45,50,48,102,102,45,52,99,100,102,45,56,53,97,50,45,57,49,49,56,50,98,55,98,51,102,57,53,0];
  var stringToEncode = String.fromCharCode.apply(null, bArr);
  var symmetricKey = "v3JElaRswYgxOt4b";

  var key = CryptoJS.enc.Latin1.parse( CryptoJS.enc.Latin1.stringify( CryptoJS.SHA256( symmetricKey ) ) );
  var iv  = CryptoJS.lib.WordArray.random( 16 );

  var encrypted = CryptoJS.AES.encrypt( stringToEncode,
                                        key,
                                        { iv: iv, format: CryptoJS.format.OpenSSL }
                                      ).ciphertext.toString(CryptoJS.enc.Latin1);

  var decrypted = CryptoJS.AES.decrypt( { ciphertext: CryptoJS.enc.Latin1.parse(encrypted) },
                                          key,
                                          { iv: iv, padding: CryptoJS.pad.NoPadding }
                                      ).toString(CryptoJS.enc.Latin1);

  var buf = [];
  for (var i=0; i<decrypted.length; i++) {
    buf.push( decrypted.charCodeAt(i) );
  }

  var bstr1 = "";
  for (var i=0; i<bArr.length; i++) {
    bstr1 += (i>0) ? ","+bArr[i] : bArr[i]+"";
  }
  var bstr2 = "";
  for (var i=0; i<buf.length; i++) {
    bstr2 += (i>0) ? ","+buf[i] : buf[i]+"";
  }

  console.log("------------------------------------------");
  console.log(bstr1);
  console.log(bstr2);
  console.log("------------------------------------------");

  equal( stringToEncode.slice(0,200), decrypted.slice(0,200) );
});

我的测试 HTML 包装器会加载这些：

<script src="../bower_components/jquery/dist/jquery.min.js"></script>
<script src="../bower_components/js-base64/base64.js"></script>
<script src="../bower_components/thrift/lib/js/src/thrift.js"></script>
<script src="../bower_components/underscore/underscore-min.js"></script>
<script src="../bower_components/qunit/qunit/qunit.js"></script>
<script src="../bower_components/browserify-cryptojs/components/core.js"></script>
<script src="../bower_components/browserify-cryptojs/components/sha256.js"></script>
<script src="../bower_components/browserify-cryptojs/components/enc-base64.js"></script>
<script src="../bower_components/browserify-cryptojs/components/cipher-core.js"></script>
<script src="../bower_components/browserify-cryptojs/components/format-hex.js"></script>
<script src="../bower_components/browserify-cryptojs/components/aes.js"></script>
<script src="../bower_components/browserify-cryptojs/components/pad-nopadding.js"></script>
<!-- the Test Suite-->
<script type="text/javascript" src="test-client.js" charset="utf-8"></script>
<!-- CSS-->
<link rel="stylesheet" href="../bower_components/qunit/qunit/qunit.css" type="text/css" media="screen" />

我的 bower.json 是：

{
  "name": "gossiperl-client-chrome",
  "version": "0.1.0",
  "main": "manifest.json",
  "dependencies": {
    "jquery": "~1.11.0",
    "underscore": "~1.7.0",
    "thrift": "radekg/thrift#js-binary-protocol",
    "js-base64": "~2.1.5",
    "qunit": "~1.14.0",
    "browserify-cryptojs": "~0.3.1"
  },
  "authors": [
    "radekg <...@....com>"
  ],
  "description": "Gossiperl Chrome client with a sample application",
  "keywords": [
    "gossiperl",
    "client"
  ],
  "license": "MIT",
  "homepage": "http://....com",
  "private": true
}

【问题讨论】：

C2 或 194 是 UTF-8 中两字节编码字符的一部分。欢迎来到 JavaScript 字符串/二进制地狱。哦，152 是第一个不属于 US-ASCII 的字符 - 需要用 UTF-8 编码两个字节。
啊，没有办法了吗？
我正在寻找它，但 CryptoJS 没有直接数组到 WordArray 转换。答案可能是先转换为十六进制，然后从中创建一个WordArray（效率非常低，但 JavaScript 通常用于字节数组/加密操作）。
这有点难过。 Erlang、java、mono、ruby 中的所有其他软件都需要这种格式的数据——无需对外部摘要进行编码。正如您所说，也许直接从我的数组创建一个 wordarray 是一种选择。或者看看 NaCl :-/
保持你的马，只是一点编码/解码不应该阻止你：P

标签： javascript encryption aes cryptojs

【解决方案1】：

问题在于 CryptoJS 将输入视为 UTF-8 输入字符串，除非它已经是 WordArray。如果您的输入不是 UTF-8，这当然是一个问题。你看到的是0x80（128）以上的值被转换成两个字节来修复UTF-8编码。

只要WordArray 不支持从数组直接转换为WordArray，您就可以使用直接转换为十六进制然后再转换为WordArray。缺少这个功能有点奇怪。

以下将具有无符号字节值的数组转换为十六进制（对无效字节值有一点保护）：

function tohex(unsignedByteArray) {
    var hex = "";
    for (var i = 0; i < unsignedByteArray.length; i++) {
        var c = unsignedByteArray[i];
        if (c < 0 || c > 255) {
            throw "Value not an unsigned byte in array";
        }
        var h = c.toString(16);
        if (h.length == 1) {
            hex += "0" + h;
        } else {
            hex += h;
        }
    }
    return hex;
}

function fromhex(hex) {
    if (hex.length % 2 !== 0) {
        throw "Hex string should contain even number of hex digits, one per byte";
    }
    var unsignedByteArray = [];
    for (var i = 0; i < hex.length; i = i + 2) {
        var h = hex.substring(i, i + 2);
        if (!/^[0-9a-f]{2}$/i.test(h)) {
            throw "Invalid hexdigit at offset " + i;
        }
        var c = parseInt(h, 16);
        unsignedByteArray[unsignedByteArray.length] = c;
    }
    return unsignedByteArray;
}

所以你可以像这样使用这些函数：

var bArr = [11, 0, 1, 0, 0, 0, 6, 100, 105, 103, 101, 115, 116, 11, 0, 2, 0, 0, 0, 152, 67, 119, 65, 66, 65, 65, 65, 65, 69, 109, 78, 111, 99, 109, 57, 116, 90, 83, 49, 48, 90, 88, 78, 48, 76, 87, 78, 115, 97, 87, 86, 117, 100, 65, 103, 65, 65, 103, 65, 65, 49, 68, 69, 75, 65, 65, 77, 65, 65, 65, 65, 65, 86, 75, 102, 66, 85, 103, 115, 65, 66, 65, 65, 65, 65, 67, 81, 49, 90, 68, 99, 119, 77, 71, 73, 120, 78, 67, 48, 121, 78, 84, 90, 107, 76, 84, 81, 119, 77, 109, 81, 116, 79, 84, 65, 48, 90, 105, 48, 52, 79, 84, 86, 105, 78, 68, 73, 50, 89, 109, 78, 108, 78, 84, 99, 76, 65, 65, 85, 65, 65, 65, 65, 85, 89, 50, 104, 121, 98, 50, 49, 108, 76, 87, 78, 115, 97, 87, 86, 117, 100, 67, 49, 122, 90, 87, 78, 121, 90, 88, 81, 65, 11, 0, 3, 0, 0, 0, 36, 52, 51, 52, 55, 54, 56, 98, 53, 45, 50, 48, 102, 102, 45, 52, 99, 100, 102, 45, 56, 53, 97, 50, 45, 57, 49, 49, 56, 50, 98, 55, 98, 51, 102, 57, 53, 0];
var bArrHex = tohex(bArr);

var stringToEncode = CryptoJS.enc.Hex.parse(bArrHex);

var symmetricKey = "v3JElaRswYgxOt4b";

var key = CryptoJS.enc.Latin1.parse(CryptoJS.enc.Latin1.stringify(CryptoJS.SHA256(symmetricKey)));

var iv = CryptoJS.lib.WordArray.random(16);

var encrypted = CryptoJS.AES.encrypt(stringToEncode, key, { iv: iv, format: CryptoJS.format.OpenSSL });

var decrypted = CryptoJS.AES.decrypt(encrypted, key, { iv: iv, format: CryptoJS.format.OpenSSL });

var result = fromhex(decrypted.toString(CryptoJS.enc.Hex));

console.log(result);

if (bArr.toString() == result.toString()) {
    console.log("success");
}

请注意，encrypted 在用作字符串时会自动编码为 base64。您不能对密文使用 Latin1 编码。请注意，您的密钥还应包含随机字节，而不仅仅是像现在这样的可打印字符。

最后请注意，在没有 MAC 的情况下发送 AES 加密文本本质上是不安全的，例如因为填充预言机攻击以及任何人都可以更改传输中的数据这一事实。

【讨论】：

抱歉，如果我的 JS 代码看起来糟糕像 Java :) 请注意，上面的代码不是最有效的内存，对于非常大的输入可能不够。
我不担心效率，因为这东西不适合大容量。很快就会尝试你的代码。谢谢！
@radekg 我自己没有尝试过parse 方法，但它应该可以工作。我看到你的输入有限，这主要是为了警告其他开发者在谷歌上搜索。
现在正在尝试代码。这整个特技更多的是为了解决目前的完整性。我让它在 Java、Mono (.NET)、Ruby、Erlang 中工作。我知道它可以在 Python 和 Haskell 中工作，但有点弯曲，所以我认为如果它在 Chrome 中工作会很棒。试图到达那里。很快就会通知您。
这是很棒的东西。它绝对解决了当前的问题，并用整个 chrome 的东西为我指明了正确的方向。考虑如何将其插入现有流程。服务器以以下格式接收数据：{iv:1..16}{encrypted data bytes}，我想我可以在这种情况下在 IV 和加密数据之间插入一些字节，比如 ^*^，在 Erlang 服务器中我可以这样做：> 如果不匹配则回退到 >。

【解决方案2】：

仅作为附加参考。接受的答案包含问题的关键。

问题在于 CryptoJS 将输入视为 UTF-8 输入字符串，除非它已经是 WordArray。

确实，我已将测试更改为以下内容：

test("Decryption", function() {
  var bArr = [11,0,1,0,0,0,6,100,105,103,101,115,116,11,0,2,0,0,0,152,67,119,65,66,65,65,65,65,69,109,78,111,99,109,57,116,90,83,49,48,90,88,78,48,76,87,78,115,97,87,86,117,100,65,103,65,65,103,65,65,49,68,69,75,65,65,77,65,65,65,65,65,86,75,102,66,85,103,115,65,66,65,65,65,65,67,81,49,90,68,99,119,77,71,73,120,78,67,48,121,78,84,90,107,76,84,81,119,77,109,81,116,79,84,65,48,90,105,48,52,79,84,86,105,78,68,73,50,89,109,78,108,78,84,99,76,65,65,85,65,65,65,65,85,89,50,104,121,98,50,49,108,76,87,78,115,97,87,86,117,100,67,49,122,90,87,78,121,90,88,81,65,11,0,3,0,0,0,36,52,51,52,55,54,56,98,53,45,50,48,102,102,45,52,99,100,102,45,56,53,97,50,45,57,49,49,56,50,98,55,98,51,102,57,53,0];
  var dataToEncrypt = toCryptoJSWordArray( bArr );

  var symmetricKey = "v3JElaRswYgxOt4b";

  var key = CryptoJS.enc.Latin1.parse( CryptoJS.enc.Latin1.stringify( CryptoJS.SHA256( symmetricKey ) ) );
  var iv  = CryptoJS.lib.WordArray.random( 16 );

  var encrypted = CryptoJS.AES.encrypt( dataToEncrypt,
                                        key,
                                        { iv: iv, format: CryptoJS.format.OpenSSL }
                                      ).ciphertext.toString(CryptoJS.enc.Latin1);

  var decrypted = toByteArray( CryptoJS.AES.decrypt( { ciphertext: CryptoJS.enc.Latin1.parse(encrypted) },
                                          key,
                                          { iv: iv, padding: CryptoJS.pad.NoPadding }
                                      ).toString(CryptoJS.enc.Latin1) );

  var bstr1 = "";
  for (var i=0; i<bArr.length; i++) {
    bstr1 += (i>0) ? ","+bArr[i] : bArr[i]+"";
  }
  var bstr2 = "";
  for (var i=0; i<decrypted.length; i++) {
    bstr2 += (i>0) ? ","+decrypted[i] : decrypted[i]+"";
  }

  console.log("------------------------------------------");
  console.log(bstr1);
  console.log(bstr2);
  console.log("------------------------------------------");

  deepEqual( bArr.slice(0,200), decrypted.slice(0,200) );
});

function toCryptoJSWordArray(bArr) {
  var latin1StrLength = bArr.length;
  // Convert
  var words = [];
  for (var i = 0; i < bArr.length; i++) {
    words[i >>> 2] |= (bArr[i] & 0xff) << (24 - (i % 4) * 8);
  }
  return new CryptoJS.lib.WordArray.init(words, bArr.length);
}

function toByteArray(str) {
  var bArr = [];
  for (var i=0; i<str.length; i++) {
    bArr.push( str.charCodeAt(i) );
  }
  return bArr;
}

这会从我的字节数组创建一个 WordArray，然后进行加密和解密。解密后的数据正确返回。

【讨论】：

啊，有趣的添加，更少的转换=更好。