用PyCrypto解密AES和HMAC

Question

让AES密码文本解密有点困难。

在这个特定的场景中，我使用Crypto-JS在客户端加密数据，并使用PyCrypto在python服务器上解密数据。

加密。js:

  var password = 'BJhtfRjKnTDTtPXUBnErKDxfkiMCOLyP';
  var data = 'mytext';

  var masterKey = CryptoJS.SHA256(password).toString();

  // Derive keys for AES and HMAC
  var length = masterKey.toString().length / 2
  var encryptionKey = masterKey.substr(0, length);
  var hmacKey = masterKey.substr(length);

  var iv = CryptoJS.lib.WordArray.random(64/8);

  var encrypted = CryptoJS.AES.encrypt(
    data,
    encryptionKey,
    {
      iv: iv,
      mode: CryptoJS.mode.CFB
    }
  );

  var concat = iv + encrypted;

  // Calculate HMAC using iv and cipher text
  var hash = CryptoJS.HmacSHA256(concat, hmacKey);

  // Put it all together
  var registrationKey = iv + encrypted + hash;

  // Encode in Base64
  var basemessage = btoa(registrationKey);

解密。py:

class AESCipher:
    def __init__(self, key):
        key_hash = SHA256.new(key).hexdigest()
        # Derive keys
        encryption_key = key_hash[:len(key_hash)/2]
        self.key = encryption_key            
        self.hmac_key = key_hash[len(key_hash)/2:]


    def verify_hmac(self, input_cipher, hmac_key):
        # Calculate hash using inputted key
        new_hash = HMAC.new(hmac_key, digestmod=SHA256)
        new_hash.update(input_cipher)
        digest = new_hash.hexdigest()

        # Calculate hash using derived key from local password
        local_hash = HMAC.new(self.hmac_key, digestmod=SHA256)
        local_hash.update(input_cipher)
        local_digest = local_hash.hexdigest()

        return True if digest == local_digest else False


    def decrypt(self, enc):
        enc = base64.b64decode(enc)
        iv = enc[:16]
        hmac = enc[60:]
        cipher_text = enc[16:60]

        # Verify HMAC using concatenation of iv + cipher like in js
        verified_hmac = self.verify_hmac((iv+cipher_text), self.hmac_key)

        if verified_hmac:
            cipher = AES.new(self.key, AES.MODE_CFB, iv)
            return cipher.decrypt(cipher_text)


password = 'BJhtfRjKnTDTtPXUBnErKDxfkiMCOLyP'

input = 'long base64 registrationKey...'

cipher = AESCipher(password)
decrypted = cipher.decrypt(input)

我成功地重新计算了HMAC，但当我尝试然后解密密码时，我得到了一些似乎用密码加密的东西�'结果如何。

我在密码文本的输入长度方面遇到了错误，但当我切换到CFB模式时，修复了它，所以我认为这不是一个填充问题。

Answer 1

你的代码有很多问题。

>

AES的块大小为128位，CFB模式期望IV有一个完整的块。使用

var iv = CryptoJS.lib.WordArray.random(128/8);

iv和hash变量是WordArray对象，但加密的不是。当您通过连接它们（）强制将它们转换为字符串时，iv和hash是十六进制编码的，但是加密的是以OpenSSL兼容格式格式化的，并且是Base64编码的。您需要访问ciphertext属性以获取加密的WordArray：

var concat = iv + encrypted.ciphertext;

和

var registrationKey = iv + encrypted.ciphertext + hash;

registrationKey是十六进制编码的。无需再次使用Base64对其进行编码，并进一步膨胀：

var basemessage = registrationKey;

如果要将十六进制编码的注册密钥转换为base64编码，请使用：

var basemessage = CryptoJS.enc.Hex.parse(registrationKey).toString(CryptoJS.enc.Base64);

concat是由IV和密文组成的十六进制编码字符串，因为您通过“添加”（）IV和加密来强制字符串化。HmacSHA256（）函数接受WordArray对象或字符串。当您传入一个字符串时，它会假定数据是UTF-8编码的，并尝试将其解码为UTF-8。您需要自己将数据解析到WordArray中：

var hash = CryptoJS.HmacSHA256(CryptoJS.enc.Hex.parse(concat), hmacKey);

加密（）和加密JS. HmacSHA256（）期望密钥作为WordArray对象或字符串。如前所述，如果以字符串形式提供密钥，则假定使用UTF-8编码，但此处不存在这种情况。您最好自己将字符串解析为WordArray：

var encryptionKey = CryptoJS.enc.Hex.parse(masterKey.substr(0, length));
var hmacKey = CryptoJS.enc.Hex.parse(masterKey.substr(length));

>

您没有在verify\hmac（）中验证任何内容。使用同一密钥对同一数据进行两次散列。您需要做的是对IV密文进行散列，并将结果与从完整密文中切掉的散列（称为标记或HMAC标记）进行比较。

def verify_hmac(self, input_cipher, mac):
    # Calculate hash using derived key from local password
    local_hash = HMAC.new(self.hmac_key, digestmod=SHA256)
    local_hash.update(input_cipher)
    local_digest = local_hash.digest()

    return mac == local_digest

稍后在decrypt（）中：

verified_hmac = self.verify_hmac((iv+cipher_text), hmac)

您需要正确地切掉MAC。硬编码的60是个坏主意。由于您使用的是SHA-256，MAC的长度为32字节，因此您可以这样做

hmac = enc[-32:]
cipher_text = enc[16:-32]

CFB模式实际上是一组类似的模式。实际模式由段大小决定。CryptoJS仅支持128位的段。因此，您需要告诉pycrypto使用与CryptoJS中相同的模式：

cipher = AES.new(self.key, AES.MODE_CFB, iv, segment_size=128)

如果你想使用CFB模式，段大小为8位（默认为pyCrypto），你可以在CryptoJS中使用CFB的修改版本

完整客户端代码：

var password = 'BJhtfRjKnTDTtPXUBnErKDxfkiMCOLyP';
var data = 'mytext';

var masterKey = CryptoJS.SHA256(password).toString();
var length = masterKey.length / 2
var encryptionKey = CryptoJS.enc.Hex.parse(masterKey.substr(0, length));
var hmacKey = CryptoJS.enc.Hex.parse(masterKey.substr(length));

var iv = CryptoJS.lib.WordArray.random(128/8);

var encrypted = CryptoJS.AES.encrypt(
    data,
    encryptionKey,
    {
      iv: iv,
      mode: CryptoJS.mode.CFB
    }
);

var concat = iv + encrypted.ciphertext; 
var hash = CryptoJS.HmacSHA256(CryptoJS.enc.Hex.parse(concat), hmacKey);
var registrationKey = iv + encrypted.ciphertext + hash;
console.log(CryptoJS.enc.Hex.parse(registrationKey).toString(CryptoJS.enc.Base64));

完整服务器代码：

from Crypto.Cipher import AES
from Crypto.Hash import HMAC, SHA256
import base64
import binascii

class AESCipher:
    def __init__(self, key):
        key_hash = SHA256.new(key).hexdigest()
        self.hmac_key = binascii.unhexlify(key_hash[len(key_hash)/2:])
        self.key = binascii.unhexlify(key_hash[:len(key_hash)/2])

    def verify_hmac(self, input_cipher, mac):
        local_hash = HMAC.new(self.hmac_key, digestmod=SHA256)
        local_hash.update(input_cipher)
        local_digest = local_hash.digest()

        return SHA256.new(mac).digest() == SHA256.new(local_digest).digest() # more or less constant-time comparison

    def decrypt(self, enc):
        enc = base64.b64decode(enc)
        iv = enc[:16]
        hmac = enc[-32:]
        cipher_text = enc[16:-32]

        verified_hmac = self.verify_hmac((iv+cipher_text), hmac)

        if verified_hmac:
            cipher = AES.new(self.key, AES.MODE_CFB, iv, segment_size=128)
            return cipher.decrypt(cipher_text)
        else:
            return 'Bad Verify'


password = 'BJhtfRjKnTDTtPXUBnErKDxfkiMCOLyP'

input = "btu0CCFbvdYV4B/j7hezAra6Q6u6KB8n5QcyA32JFLU8QRd+jLGW0GxMQsTqxaNaNkcU2I9r1ls4QUPUpaLPQg=="

obj = AESCipher(password)
decryption = obj.decrypt(input)

print 'Decrypted message:', decryption