用随机字节填充内存 - C/Objective-C

Question

我在 Objective-C (AES256) 中使用 CommonCrypto 进行加密，我想提供一个 IV（初始化向量）以实现更安全的加密。我目前正在这样做：

const void* iv = malloc(kCCBlockSizeAES128);
// EDIT:
//if (!iv) {
//    iv = NULL;
//}

然后我创建加密对象：

CCCryptorRef cryptor;
CCCryptorStatus cryptStatus = CCCryptorCreate(operation, kCCAlgorithmAES128, kCCOptionPKCS7Padding,
                                                  keyPtr, kCCKeySizeAES256,
                                                  iv,
                                                  &cryptor);

问题是这种加密方式似乎失败了（悲伤的脸......）。我的意思是：它加密时没有明显问题，但它解密的数据与原始数据不同。我虽然这会起作用，因为当你malloc() 内存时，它不会全部写入零，它是随机的。我也尝试自己编写随机值，但我的 C 背景非常失败。如果有写随机字节的函数（如bzero）请告诉我。

我也尝试过这样做：

char* iv = malloc(kCCBlockSizeAES128);
int i;
srand((unsigned int)time(NULL));
for (i = 0; i < kCCBlockSizeAES128; i++) {
    iv[i] = (char)rand()%256;
}

哦，顺便说一句，我意识到这一定是一个非常愚蠢的问题:)

最后，我想要的只是const void* iv = malloc(kCCBlockSizeAES128) 之类的东西，经过一些操作，我确信它的数据是完全随机的。有什么想法吗？

PS：我只提供了 crypto/Objective-C 背景，所以你知道我需要这个。我认为这不会影响任何事情。 kCCBlockSizeAES128 = 16 (90% 确定:)

编辑：

好吧！在一些调试之后，我很高兴地宣布，我在加密和解密方面遇到的问题是由于我现在已经解决的程序的另一部分中的一个错误。所以我现在需要弄清楚的是如何用随机字节填充 iv。一些选项：

• 使用 malloc()，它返回垃圾而不是随机字节 -> 可能不安全 (?)
• 使用 arc4random_buf()，这正是我想要的，只是它只适用于 10.7+，而我的 mac 是 10.6.6（另外我想支持 10.6）
• 还有什么我没有考虑过的……？

编辑 2：

好吧！在用一些测试数据（全零、全一等）和更多调试后，我不很高兴地宣布 ccrypto 似乎不是在某些条件下工作。我将解释如何：

每当我向加密货币输入一个归零的 iv 或 NULL（加密货币也是如此）时，它就会起作用。例如，这在加密和解密时效果很好：

uint8_t iv[kCCBlockSizeAES128];
int i;
for (i = 0; i < kCCBlockSizeAES128; i++) {
    iv[i] = 0x0; // I know this is the same as doing: memset((void *)iv, 0x0, (size_t)sizeof(iv));
}

CCCryptorRef cryptor;
CCCryptorStatus cryptStatus = CCCryptorCreate(operation, kCCAlgorithmAES128,
                                              kCCOptionPKCS7Padding,
                                              (const void *)keyPtr, kCCKeySizeAES256,
                                              iv,
                                              &cryptor);

但是当我给他一个至少一个字节不为零的 iv 时，加密/解密不会提供错误，但解密不会产生原始数据。比如这个……

uint8_t iv[kCCBlockSizeAES128];
int i;
for (i = 0; i < kCCBlockSizeAES128; i++) {
    iv[i] = 0x1;
}

或者对于完全随机的数据...

uint8_t iv[kCCBlockSizeAES128];
int i;
for (i = 0; i < kCCBlockSizeAES128; i++) {
    iv[i] = arc4random() % 256;
}

...不会工作。

我一点也不明白这个逻辑......有什么想法吗？

Answer 1

您可以使用arc4random_buf 用随机数据填充缓冲区：

#include <stdlib.h>
#include <stdint.h>

uint8_t iv[kCCBlockSizeAES128];
arc4random_buf(&iv, kCCBlockSizeAES128);

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此外，malloc 返回的内存块（与任何未初始化的内存一样）被 垃圾 填充。你不应该假设它会被任何东西填充，尤其是在密码学上有用的随机数。