为什么加密解密 JSON 文件时 Pycryptodome MAC 检查失败？答案

【问题标题】：Why does Pycryptodome MAC check fail when encrypting and decrypting JSON files?为什么加密解密 JSON 文件时 Pycryptodome MAC 检查失败？
【发布时间】：2019-12-15 23:10:16
【问题描述】：

我正在尝试使用AES-256 加密一些JSON 数据，使用以pbkdf2_sha256 作为密钥的密码。我想将数据存储在一个文件中，能够加载、解密、更改、加密、存储和重复。

我将passlib 和pycryptodome 库与python 3.8 一起使用。以下测试发生在 docker 容器内并引发我无法纠正的错误

有没有人知道如何改进我的代码（和知识）？

Test.py：

import os, json
from Crypto.PublicKey import RSA
from Crypto.Cipher import AES
from passlib.hash import pbkdf2_sha256

def setJsonData(jsonData, jsonFileName):
    with open(jsonFileName, 'wb') as jsonFile:
        password = 'd'
        key = pbkdf2_sha256.hash(password)[-16:]

        data = json.dumps(jsonData).encode("utf8")
        cipher = AES.new(key.encode("utf8"), AES.MODE_EAX)
        ciphertext, tag = cipher.encrypt_and_digest(data)

        [ jsonFile.write(x) for x in (cipher.nonce, tag, ciphertext) ]

def getJsonData(jsonFileName):
   with open(jsonFileName, 'rb') as jsonFile:
        password = 'd'
        key = pbkdf2_sha256.hash(password)[-16:]

        nonce, tag, ciphertext = [ jsonFile.read(x) for x in (16, 16, -1) ]
        cipher = AES.new(key.encode("utf8"), AES.MODE_EAX, nonce)
        data = cipher.decrypt_and_verify(ciphertext, tag)

        return json.loads(data)


dictTest = {}
dictTest['test'] = 1

print(str(dictTest))
setJsonData(dictTest, "test")

dictTest = getJsonData("test")
print(str(dictTest))

输出：

{'test': 1}
Traceback (most recent call last):
  File "test.py", line 37, in <module>
    dictTest = getJsonData("test")
  File "test.py", line 24, in getJsonData
    data = cipher.decrypt_and_verify(ciphertext, tag)
  File "/usr/local/lib/python3.8/site-packages/Crypto/Cipher/_mode_eax.py", line 368, in decrypt_and_verify
    self.verify(received_mac_tag)
  File "/usr/local/lib/python3.8/site-packages/Crypto/Cipher/_mode_eax.py", line 309, in verify
    raise ValueError("MAC check failed")
ValueError: MAC check failed

研究：

查看了this 的答案，但我相信我的verify() 电话在正确的地方
我注意到在 python 文档中，它说：

loads(dumps(x)) != x 如果 x 有非字符串键。

但是，当我使用 dictTest['test'] = 'a' 重新运行测试时，我遇到了同样的错误。
我怀疑问题出在 json 格式上，所以我用一个字符串做了同样的测试，没有调用 json.loads 和 json.dumps，但我遇到了同样的错误

【问题讨论】：

标签： json python-3.x pycryptodome passlib

【解决方案1】：

这里的问题是key = pbkdf2_sha256.hash(password)[-16:] 每次调用都会使用新的盐对密钥进行哈希处理。因此，用于加密和解密密文的密码将不同，产生不同的数据，从而无法通过完整性检查。

我将密钥派生函数更改为以下内容：

h = SHA3_256.new()
h.update(password.encode("utf-8"))
key = h.digest()

【讨论】：