Delphi DEC库（Rijndael）加密

Question

我将使用DEC 3.0库（Delphi Encryption Compedium Part I）在Delphi 7中加密数据，并通过POST发送给一个PHP脚本，在那里我将使用mcrypt（RIJNDAEL_256，ECB模式）进行解密。

Delphi部分：

uses Windows, DECUtil, Cipher, Cipher1;

function EncryptMsgData(MsgData, Key: string): string;
var RCipher: TCipher_Rijndael;
begin
  RCipher:= TCipher_Rijndael.Create(KeyStr, nil);
  RCipher.Mode:= cmECB;
  Result:= RCipher.CodeString(MsgData, paEncode, fmtMIME64);
  RCipher.Free;
end;

PHP部分：

function decryptMsgContent($msgContent, $sKey) {
    return mcrypt_decrypt(MCRYPT_RIJNDAEL_256, $sKey, base64_decode($msgContent), MCRYPT_MODE_ECB, mcrypt_create_iv(mcrypt_get_iv_size(MCRYPT_RIJNDAEL_256, MCRYPT_MODE_ECB), MCRYPT_RAND));
}

问题在于从PHP解密的结果无法使用，输出结果是乱码，与实际数据不同。

当然，Delphi的Key和PHP的$Key都是相同的24个字符字符串。

现在我知道DEC 3.0已经过时了，我也不是加密方面的专家，不能确定这个实现实际上是否为Rijndael 256。也许有人可以告诉我这个实现方式与PHP的mcrypt w/ RIJNDAEL_256有什么不同。也许密钥大小或块大小不同，但无法从代码中确定。这是Cipher1.pas的摘录：

const
{ don’t change this }
  Rijndael_Blocks =  4;
  Rijndael_Rounds = 14;

class procedure TCipher_Rijndael.GetContext(var ABufSize, AKeySize, AUserSize: Integer);
begin
  ABufSize := Rijndael_Blocks * 4;
  AKeySize := 32;
  AUserSize := (Rijndael_Rounds + 1) * Rijndael_Blocks * SizeOf(Integer) * 2;
end;

附带问题：

我知道ECB模式不被推荐，一旦我使ECB工作起来，我会使用CBC。问题是，我是否也需要将生成的IV传输到PHP脚本中？或者仅仅知道密钥就足够了，就像ECB一样？

- binar

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@ldsandon：talereader正在使用ECB模式。没有IV。 - Henrick Hellström

希望 PHP 知道 - 不知道调用 mcrypt_create_iv(mcrypt_get_iv_size(MCRYPT_RIJNDAEL_256, MCRYPT_MODE_ECB), MCRYPT_RAND)) 会发生什么，也许它会被简单地忽略（我希望如此），也许它会触发一些不好的事情。如果它返回 False，可能会向 mcrypt_decrypt 传递错误的参数。 - user160694

@Isandon 想到了这一点，通过在加密和解密中生成IV并测试PHP的加密/解密，输出结果是正常的。因此看起来在ECB模式下，mcrypt会忽略传递的IV。 - binar

@RobS 如果我无法通过当前的实现（DEC）解决这个问题，我可能会转向另一个实现（DCPCrypt，Lockbox看起来不错，甚至是最新的DEC更新），但这仍然让我感到困惑。我已经使用这个DEC库很长时间了，如果我只在Delphi应用程序中使用它，就从来没有出过问题。 - binar

@RobS 不，这其实不是一个愚蠢的问题。这是基本的调试，直到现在我才没有想到在这个设置上进行测试，因为我之前在其他应用程序中使用过它。Delphi中的算法是有效的（加密然后解密）。Henrick Hellström指出了问题所在。 - binar

Answer 1

您正在调用TCipher.Create（const Password：String; AProtection：TProtection）构造函数，该构造函数将计算密码的哈希值，然后将其传递给执行所实现算法的标准密钥计划的Init方法。要覆盖此密钥派生，请使用：

function EncryptMsgData(MsgData, Key: string): string;
var RCipher: TCipher_Rijndael;
begin
  RCipher:= TCipher_Rijndael.Create('', nil);
  RCipher.Init(Pointer(Key)^,Length(Key),nil);
  RCipher.Mode:= cmECB;
  Result:= RCipher.CodeString(MsgData, paEncode, fmtMIME64);
  RCipher.Free;

结束;

- Henrick Hellström

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谢谢，这让我找对了方向。实际上我在使用自己的密码转换方式（从发布的代码中省略），它只取密码密钥和时间戳的sha1的前24个字符（这些数据一起在POST数据中）。我不得不这样做是因为在PHP中出现了一个错误，即mcrypt只接受最多24个字符的密钥。 - binar

问题的另一部分是DEC实现实际上是128位的Rijndael。通过将PHP解密函数更改为使用RIJNDAEL_128找到了这个问题。现在，PHP解密函数的输出具有原始数据+一些无意义的内容。根据我之前在stackoverflow上阅读的其他帖子，似乎存在填充问题，我需要找出来。 - binar

正确的，DEC在ECB模式下不会填充您的明文，这意味着您传递给函数的明文长度必须是密码块大小的倍数（Rijndael / AES为16）。PHP默认使用零填充，因此，假设您使用Delphi的非unicode版本，应该使用StringOfChar（＃0，16-（Length（MsgData）mod 16））填充MsgData。 - Henrick Hellström

DEC使用128位块大小和128、192和256位密钥实现Rijndael。如果您传递给Init方法的密钥长度<=16，则将使用AES-128，16 < length <= 24则将使用AES-192，否则将使用AES-256。但是，为了保证与mcrypt（或任何其他实现）的互操作性，如果您想要AES-256，则应确保密钥的长度恰好为32。 - Henrick Hellström

根据可用文档，MCRYPT_RIJNDAEL_128 对应于 AES（具有 128 位块大小的 Rijndael），无论密钥大小如何。MCRYPT_RIJNDAEL_256 不是 AES，也不受 DEC 支持。 - Henrick Hellström

Answer 2

好的，总结一下，我的代码有3个问题：

1. 由于我对mcrypt和密码技术的理解不够深入，MCRYPT_RIJNDAEL_256指的是128位块，而不是密钥大小。我的正确选择应该是MCRYPT_RIJNDAEL_128，这是AES标准，也被DEC 3.0支持。

2. DEC有自己的默认密钥派生方式，因此我需要绕过它，这样我就不必在PHP中实现它。实际上，我正在使用自己的密钥派生算法，在PHP中易于复制（sha1（key）的前32个字符）。

3. DEC不会将明文填充到密码的块大小的倍数，如mcrypt所期望的那样，因此我必须手动进行填充。

以下是可行的代码：

Delphi：

uses Windows, DECUtil, Cipher, Cipher1, CryptoAPI;

function EncryptMsgData(MsgData, Key: string): string;
var RCipher: TCipher_Rijndael;
    KeyStr: string;
begin
  Result:= '';
  try
    // key derivation; just making sure to feed the cipher a 24 chars key
    HashStr(HASH_SHA1, Key, KeyStr);
    KeyStr:= Copy(KeyStr, 1, 24);
    RCipher:= TCipher_Rijndael.Create('', nil);
    RCipher.Init(Pointer(KeyStr)^, Length(KeyStr), nil);
    RCipher.Mode:= cmECB;
    Result:= RCipher.CodeString(MsgData + StringOfChar(#0,16-(Length(MsgData) mod 16)), paEncode, fmtMIME64);
    RCipher.Free;
  except
  end;
end;

PHP:

function decryptMsgContent($msgContent, $sKey) {
    $sKey = substr(sha1(sKey), 0, 24);
    return trim(mcrypt_decrypt(MCRYPT_RIJNDAEL_128, $sKey, base64_decode($msgContent), MCRYPT_MODE_ECB, mcrypt_create_iv(mcrypt_get_iv_size(MCRYPT_RIJNDAEL_128, MCRYPT_MODE_ECB), MCRYPT_RAND)));
}

- binar

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嗯。SHA-1只会输出20个字节。最简单的解决方案可能是将密钥大小减小到128位/16字节。另一种选择是使用SHA-256并切换到支持SHA-256的另一个库，例如<不要介意我打广告>OpenStrSecII或StreamSec Tools</不要介意我打广告>或DCP Crypt。第三种选择是使用带有密钥拉伸的SHA-1，但在PHP中实现可能很复杂，并且DEC 3.0没有实现任何PKCS#5 v2.0函数。 - Henrick Hellström

我说上面的代码实际上使用的是AES-128，而不是192，我的理解正确吗？我应该将密钥长度减少到16吗？因为这只是一个小项目，我会继续使用AES-128。另外，我切换到了CBC模式，让DEC内部生成IV，然后我只需将IV base64编码与数据一起传递即可。 - binar

它使用AES-192，但密钥中最多只有160位的熵（受SHA-1输出长度的限制），并且密钥的最后4个字节（＃21至＃24）未定义（尽管可能为0，因为您已经使其工作）。 - Henrick Hellström

Answer 3

我发现的256位密钥是32个字符或32个字节，而不是24个。这可能是问题所在。

[编辑]

我将大家的想法（ansistring等）合并为一个单一的想法，并进行了修复。

另外，您正在使用codestring( -- 应该是Encodestring(

我在下面粘贴了可工作的加密和解密源代码：

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function EncryptMsgData(MsgData, Key: AnsiString): AnsiString;
var RCipher: TCipher_Rijndael;
begin
  RCipher:= TCipher_Rijndael.Create('', nil);
  RCipher.Init(Pointer(Key)^,Length(Key),nil);
  RCipher.Mode:= cmCBC;
  Result:= RCipher.EncodeString(MsgData);
  RCipher.Free;
end;

function DecryptMsgData(MsgData, Key: AnsiString): AnsiString;
var RCipher: TCipher_Rijndael;
begin
  RCipher:= TCipher_Rijndael.Create('',nil);
  RCipher.Init(Pointer(Key)^,Length(Key),nil);
  RCipher.Mode:= cmCBC;
  Result:= RCipher.DecodeString(MsgData);
  RCipher.Free;
end;

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使用32个字符的密钥进行加密和解密，可以获得正确的加密和解密结果。

为了将加密数据存储和使用为字符串，您可能需要使用Base64Encode(

但在解密之前不要忘记进行Base64Decode。

这也是使用Blowfish所需的相同技术。有时候字符实际上就像一个退格键，执行功能而不是显示在屏幕上。Base64Encode基本上将字符转换为可以在文本中显示的内容。

在通过互联网或传输到同一语言或其他语言的另一个应用程序之前，您必须进行base64encode和decode以防止数据丢失。在PHP中也不要忘记这一点！

- kthxbai2u