AES 128 在 Arduino ESP8266 和在线工具中有不同的结果

Question

我想通过AES 128 CBC加密文本，但在Arduino和在线工具中结果不同。我尝试了不同的Arduino库，但仍然有相同的问题。我在arduino中的代码如下。

#include <Crypto.h>
#include <ebase64.h>

#define BLOCK_SIZE 16

byte key[BLOCK_SIZE] = {0x30,0x30,0x30,0x30,0x30,0x30,0x30,0x30,0x30,0x30,0x30,0x30,0x30,0x30,0x30,0x30};
byte iv[BLOCK_SIZE] = {0x30,0x30,0x30,0x30,0x30,0x30,0x30,0x30,0x30,0x30,0x30,0x30,0x30,0x30,0x30,0x30};

void bufferSize(char* text, int &length)
{
int i = strlen(text);
int buf = round(i / BLOCK_SIZE) * BLOCK_SIZE;
length = (buf < i) ? buf + BLOCK_SIZE : length = buf;
}

void encrypt(char* plain_text, char* output, int length)
{
byte enciphered[length];

AES aesEncryptor(key, iv, AES::AES_MODE_128, AES::CIPHER_ENCRYPT);
aesEncryptor.process((uint8_t*)plain_text, enciphered, length);

int encrypted_size = sizeof(enciphered);
char encoded[encrypted_size];
base64_encode(encoded, (char*)enciphered, encrypted_size);

strcpy(output, encoded);
}

void decrypt(char* enciphered, char* output, int length)
{
length = length + 1; //re-adjust
int decodedLen = base64_dec_len(enciphered, length);
char decoded[length];

Serial.println(enciphered);
base64_decode(decoded, enciphered, length);
bufferSize(enciphered, length);
byte deciphered[length];
AES aesDecryptor(key, iv, AES::AES_MODE_128, AES::CIPHER_DECRYPT);

aesDecryptor.process((uint8_t*)decoded, deciphered, length);
strcpy(output, (char*)deciphered);
}

void setup()
{
Serial.begin(115200);
while (!Serial) {
; //wait
}

char plain_text[] = "Now is the time ABCDABC";

// encrypt
int length = 0;
bufferSize(plain_text, length);
Serial.println(length);
char encrypted[length];
encrypt(plain_text, encrypted, length);

Serial.println(encrypted);

// decrypt

length = strlen(encrypted);
char decrypted[length];
decrypt(encrypted, decrypted, length);

Serial.println(decrypted);
}
void loop()
{
}

键和IV:

{0x30，0x30，0x30，0x30，0x30，0x30，0x30，0x30，0x30，0x30，0x30，0x30，0x30，0x30，0x30，0x 30 }；

或者

{ '0', '0', '0', '0', '0', '0', '0', '0', '0', '0', '0', '0', '0', '0', '0', '0' };

文本：“现在是ABCDABC的时候了”;

加密的是

1a7OeiH628V7IIoLU6 3n70Dzp6FBQjlGPxSwnuXdzo=

和AES在线工具。[https://www.devglan.com/online-tools/aes-encryption-decryption]

密钥：0000000000000000

IV：0000000000000000

正文:现在是时候了

我在网上加密，结果是

1a7OeiH628V7IIoLU6 3n7ILev6IwcZYVNLalS/TBEg=

所以我无法互相解密。有人可以帮助我吗？多谢！

Answer 1

在这两种情况下，您的加密数据都是正确的。

1a7OeiH628V7IIoLU6+3n70Dzp6FBQjlGPxSwnuXdzo=

解码为：

d5 ae ce 7a 21 fa db c5 7b 20 8a 0b 53 af b7 9f 

bd 03 ce 9e 85 05 08 e5 18 fc 52 c2 7b 97 77 3a

和

1a7OeiH628V7IIoLU6+3n7ILev6IwcZYVNLalS/TBEg=

解码为：

d5 ae ce 7a 21 fa db c5 7b 20 8a 0b 53 af b7 9f 

b2 0b 7a fe 88 c1 c6 58 54 d2 da 95 2f d3 04 48

正如你所看到的，前16个字节是可以的。那可以解释为:两种情况下的Key和IV都是一样的。在您的情况下，如果整个块都正常，只有最后一个块有问题，似乎问题出在填充模式。

您的文本：“现在是 ABCDABC 的时间”有 24 个字节（带有空结尾字符），但此加密算法需要 16 个字节的倍数。因此，必须将其填充到 32 个字节。它将有 8 个填充字节。但有什么价值呢？

我用Arduino AESLib实验了同样的问题。我发现2.0以下的版本只支持一种填充模式（不幸的是与在线工具不兼容），这是唯一的选择，自己做。但是在2.0.2版中，他们改进了它，增加了对多种模式的支持。

大多数在线工具使用作为默认的PKCS7填充，但出于兼容性原因，Arduino AESLib使用数组模式初始化。

所以我需要打电话：

aes.setPadMode(paddingMode::CMS); 

在使用doaaesencrypt之前，doaaes_decrypt<-code>函数。

这些功能根据配置管理所有填充和大小调整问题。

在您的情况下，您可以调用

aesEncryptor.process((uint8_t*)plain_text, enciphered, length);

它没有填充管理，必须在调用之前完成。

因此，该函数在plain_text[]数组的末尾使用了额外的8个字节作为其未初始化内存值的填充。

Answer 2

看起来这是其中一个例子，一个加密库的作者甚至比执行这种壮举的“在线工具”的作者更无知:

   /**
     * Either encrypt or decrypt [in] and store into [out] for [length] bytes, applying padding as needed
     * 
     * Note: the length must be a multiple of 16 bytes
     */
    void process(const uint8_t *in, uint8_t *out, int length);

现在没有指定使用哪个填充，也没有指定如何移除它。此外，显然输入不应该总是16的倍数，这没有任何意义。

然而，没有填充的解密可以用于恢复明文:

4e6f77206973207468652074696d6520414243444142430020000000feefeffe
4e6f77206973207468652074696d652041424344414243090909090909090909
 N o w   i s   t h e   t i m e   A B C D A B C

这里第一个是你的加密。显然，它根本没有显示正确的填充。它是一个零字节，一个＜code＞02＜/code＞字节，然后是一些零，后面是＜code＞feefeff＜/code>，这非常像是一种检测未初始化内存或类似内存的方法。在线图书馆使用PKCS#7兼容的填充。

我看代码的第一个想法是，你在声明包含密文的数组时是错误的:

byte enciphered[length];

显然，如果密文的长度由于填充而扩大了明文的长度，这是不正确的。所以这里可能有缓冲区溢出。然而，即使对于最后一个块，您仍然得到原始的明文，所以库也一定是错误的。

这个故事的寓意：不要在GitHub上使用可怕的单人库。库需要经过测试，并有一个团队支持它，以便对加密货币足够值得信赖。