AES 加密跨组件 Java/Scala 和 C

Question

我正在尝试在不同系统之间进行跨组件加密。目前，我无法真正匹配输出。 我为 C 使用 openssl/aes/h 库，为 Java/Scala 使用 javax.crypto。 我在更改 C 系统中的代码方面没有太大的灵活性，所以我需要修改 Java/Scala 代码。

#include <string.h> 
#include <openssl/aes.h>

char key[] = "aaaaaaaaaaaaaaaa";

int main(){
 unsigned char text[]="hello";
 unsigned char enc_out[80];
 unsigned char dec_out[80];

 AES_KEY enc_key, dec_key;

 AES_set_encrypt_key(key, 128, &enc_key);
 AES_encrypt(text, enc_out, &enc_key);
 return 0
}

C 代码大致如下所示。使用 AES_set_encrypt_key 和 AES_encrypt 调用，除了在需要时用 0 填充（当密钥不是 128 位时）。对于这个简单的示例，填充应该无关紧要。

在我的 scala 代码中：

  def aes_encrypt(value: String, k: String): Array[Byte] = {
    val cipher = Cipher.getInstance("AES")
    val key = Arrays.copyOf(k.getBytes("UTF-8"), 16)
    val secretKey: SecretKeySpec = new SecretKeySpec(key, 0, key.length, "AES")
    cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secretKey)
    cipher.doFinal(value.getBytes("UTF-8"), 0, value.getBytes("UTF-8").length)
  }

使用密钥 "aaaaaaaaaaaaaaaa" 和消息 "hello" ，在 base64 中

C 代码给出“XaiMOCo7KteRUkejpd8JLA=="

在 Scala/Java 中"7GHRfFgKVdaAiwti36tqDQ=="

我正在尝试匹配输出，但我无法做到。 我为 Scala 代码尝试了不同的算法，但我不确定如何匹配 C 输出。

我试图查看 AES_set_encrypt_key 和 AES_encrypt 调用的文档，但我无法从中挖掘太多。我知道 openssl 库中有更好的用户友好调用，例如 evp_encryption 调用，但我无法摆脱 AES_set_encrypt_key 和 AES_encrypt

Answer 1

我正在尝试匹配输出，但我无法做到...

对于 OpenSSL，您在 ECB 模式下操作密码，并且您负责填充。我相信 OpenSSL 正在加密由 6 个字符 (hello\0) 和 10 个垃圾字符组成的 16 个字节。

对于 Java，我相信您正在使用带有 AES/ECB/PKCS5Padding 的密码。 value: String 使用 PKCS 填充无条件地填充。填充还意味着 16 字节的明文将扩展为 32 字节的密文，而 OpenSSL 保持在 16 字节。

在这种情况下，最好返回测试向量以查看哪个实现存在分歧。对于 AES，您经常使用 Brian Gladman 的向量。

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我试图查看 AES_set_encrypt_key 和 AES_encrypt 调用的文档，但我无法从中挖掘太多。我知道 openssl 库中有更好的用户友好调用，例如 evp_encryption 调用，但我无法摆脱 AES_set_encrypt_key 和 AES_encrypt

OpenSSL 不记录它们，因为它们不希望您使用它们。如果你和AES_encrypt 和朋友在一起，那么你就嫁给了一个纯软件的实现。您有时还会遇到字节序问题，因为 EVP 接口会为您处理这些问题。最后，您将不会享受硬件加速，例如 i686 上的 AES-NI 或 ARMv8 上的 AES。

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C 代码给出XaiMOCo7KteRUkejpd8JLA==，在 Scala/Java 中为7GHRfFgKVdaAiwti36tqDQ==

相关，Scala/Java 是正确的如果您的目标是使用 PKCS 填充的 ECB 模式。我可以用Crypto++ 复制Scala/Java 结果（它的StreamTransformationFilter 默认使用PKCS 填充）：

int main(int argc, char* argv[])
{
  byte key[] = "aaaaaaaaaaaaaaaa";
  ECB_Mode<AES>::Encryption enc(key, 16);
  string result;

  StringSource ss(string("hello"), true,
                  new StreamTransformationFilter(enc,
                       new Base64Encoder(
                           new StringSink(result))));

  cout << result << endl;

  return 0;
}

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来自评论

我会尝试做 AES/ECB/NoPadding 并自己在 Scala 中做填充。

您仍然需要避免 C 程序中的垃圾字符。也许像下面这样的东西会帮助你匹配Java的PKCS #7 padding（0x0b应用了11次）：

unsigned char text[] = "hello\x0b\x0b\x0b\x0b\x0b\x0b\x0b\x0b\x0b\x0b\x0b";

这是一个用PKCS #7 padding 填充的较大字符串（0x06 应用了 6 次）：

unsigned char text[] = "hellohello\x06\x06\x06\x06\x06\x06";

如果字符串长度为16，则应用0x10 16次。

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使用 ECB 时，是否需要 IV 向量？

没有。 ECB 模式不需要 IV。它在一个密钥下加密一个 16 字节的块（仅此而已）。