使用Crypto（node-js）进行AES加密 / 使用Pycrypto（python）进行解密

Question

我写这个问题+答案，是因为我在使用node或python加密/解密时遇到了很多困难(可能是因为缺乏经验)，迷失在许多不同的加密/解密方式中。 我想也许我的情况可以帮助未来的人们。

我需要做的事情:

从表单中获取数据，使用Crypto(node-js)进行加密 将加密后的数据传递给Python，并使用PyCrypto解密它。 我选择使用AES加密。

以下是我的起步方式(我不会详细介绍我尝试过的所有方法):

我按照这个页面末尾的例子操作：

(这可能是javascript和coffeescript之间非常糟糕的混合)

crypto = require "crypto"
[...]
key = "mykeywhatever"
cipher = crypto.createCipher('aes192', key)
cipher.update('string i want to encode', 'binary', 'hex')
encoded_string = cipher.final('hex')
[...]

这很好地编码了我的字符串。

然后，我编写了python脚本来解密这个字符串，使用了PyCrypto的GitHub页面上的readme：

from Crypto.Cipher import AES
[...]
my_string = data_coming_from_rabbitmq
obj = AES.new('mykeywhatever', AES.MODE_CBC)
obj.decrypt(ciphertext)
[...]

显然这没起作用：在自述文件中有一个IV，但由于我在节点脚本中没有提供它，为什么我要在Python中提供一个呢？

经过进一步搜索，我了解到node的Crypto使用OpenSSL，而PyCrypto显然不使用。所以我研究了一下，并找到了这些页面：

• 如何使用PyCrypto解密使用OpenSSL加密的内容？
• 库PyCrypto和Node.JS Crypto中的AES是否相同
• 还有很多其他页面...

所以事情变得复杂了，没有人使用相同的方法来解密数据，我迷失了方向，请求帮助。

答案就是我和我的同事想出来的（嗯，大部分是我的同事）。

- nnaelle

Answer 1

所以我们从"How can i decrypt... OpenSSL"的答案开始。

• 我们需要修改加密脚本，得到：

crypto = require "crypto"
[...]
var iv = new Buffer('asdfasdfasdfasdf')
var key = new Buffer('asdfasdfasdfasdfasdfasdfasdfasdf')
var cipher = crypto.createCipheriv('aes-256-cbc', key, iv);
cipher.update(new Buffer("mystring"));
var enc = cipher.final('base64');
[...]

iv 需要16字节长，key 是32字节长。我们将 createCipher 改为了 createCipheriv。

回到 Python 解密脚本：

我们简单地阅读了 PyCrypto 的文档，然后与我们起始的代码进行比较。

然后我们决定只按照 API 手册操作，从头开始编写。结果如下：

from base64 import b64decode
from Crypto.Cipher import AES
[...]
iv = 'asdfasdfasdfasdf'
key = 'asdfasdfasdfasdfasdfasdfasdfasdf'
encoded = b64decode('my_encrypted_string')

dec = AES.new(key=key, mode=AES.MODE_CBC, IV=iv)
value = dec.decrypt(encoded)

就是这么简单... 希望对你们有所帮助！

更新：

正如Perseids在他的回答评论中写道，IV必须对于每个消息都是随机且不同的。

- nnaelle

Answer 2

你正在构建的系统可能不安全

除了存储之外，你基本上不仅要加密数据，还需要进行身份验证。在这个背景下，身份验证意味着只有知道密钥的人才能生成有效的消息。一种广泛使用的身份验证方案是HMAC。

如果你不对消息进行身份验证，任何人都可以向你的服务输入数据。攻击者可能无法完全控制解密后的结果，但他/她仍然可能非常危险。例如，如果你使用CBC（你确实使用了），并且使用最常见的填充方案（AES是块密码，只能加密128位数据块），并且攻击者可以区分填充错误和其他错误，那么攻击者就可以解密所有你的消息。这被称为填充预言攻击，而这种情况太普遍了。

为了防止这类攻击，你可以使用身份验证加密方案，例如GCM块密码模式。

此外，你还必须防范重放攻击。考虑一个银行应用程序，你正在传输的数据是一笔银行转账订单。除了任何TAN之外，攻击者可能记录前面的交易，并将这个交易一遍又一遍地重新发送到你的服务中，从而转移客户最初想要的多倍资金。

你从哪里获取数据表单？是否通过HTTPS传输？如果没有：密钥是否会被攻击者窃听？用户如何知道他从你那里获取了表单而不是其他任何人（SSL/TLS与身份验证和机密性同样重要）。

可能我忘记了一些简单CBC加密提供的其他攻击向量。

替代方案

可能防止这些攻击最简单的方法是通过HTTPS传输表单数据。 SSL/TLS旨在防止上述所有攻击，并且客户端和服务器端实现已经成熟了很长时间。

- Perseids

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好的，我刚刚提到了加密操作，我不会谈论所有其他安全系统，因为这跟Node.js/Python加密/解密兼容性并不相关。 但是感谢您的回答，非常有趣。 - nnaelle

@Perseids 注意，填充预言攻击是针对CBC模式的攻击（尽管它使用填充函数作为预言）。 - ntoskrnl

@nnaelle 安全始终关乎整体。一个系统的安全性取决于其最薄弱的环节。即使是微小的问题也可能完全破坏整个系统。这就是为什么你不能孤立地处理它的不同部分。 - ntoskrnl

@ntoskrnl：谢谢，我忘记在答案中写了。nnaelle正在使用CBC。 - Perseids

如果你知道自己在做什么那就没问题。问题是其他很多读者可能不知道。我曾看到过一些代码，人们在网上看到需要使用加密来保护其服务，然后只是复制了一些代码，而没有得到正确的使用说明。例如，这样的读者可能不知道你发布中的 IV 需要是随机的，并且对于每条消息都应该是不同的（暂时忽略填充预言攻击）。结果通常和不使用任何密码学一样糟糕。 - Perseids

不知道 IV 必须是随机的。我会把这个加到我的答案里！ - nnaelle