c - Openssl 中的 ECB、CFB、OFB 密码模式

Question

我知道当我将 CBC 模式与 Openssl 一起使用时，我可以提供 block 大小的倍数作为输入。但是其他模式呢？欧洲央行、CFB、OFB？我看到一个doc但我还不清楚。我应该循环调用它们吗？

比方说，欧洲央行。它一次加密 64 位。所以伪代码看起来像这样(应该像这样)？

int len = 512, c = 0;
unsigned char in[len], out[len]; 
while(c < len)
{
  Aes_ecb_encrypt(in+c, out+c, &enckey, AES_ENCRYPT);
  c += 8;
}

但是上面的代码并没有很好地加密。当我将 c += 8; 更改为 c += 16; 时就可以了。这样做的好方法是什么？我的意思是，我们都知道 8x8 = 64 位，所以这应该是正确的，但事实并非如此，只有当我有 c += 16; 时，加密/解密才有效。

其他密码模式呢？

ECB 模式示例(注意，这个问题也与其他模式有关；)):

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <openssl/aes.h>
#include <openssl/rand.h>

// a simple hex-print routine. could be modified to print 16 bytes-per-line
static void hex_print(const void* pv, size_t len)
{
    const unsigned char * p = (const unsigned char*)pv;
    if (NULL == pv)
        printf("NULL");
    else
    {
        size_t i = 0;
        for (; i<len;++i)
            printf("%02X ", *p++);
    }
    printf("\n");
}

// main entrypoint
int main(int argc, char **argv)
{
    int keylength = 256;
    unsigned char aes_key[keylength/8];
    memset(aes_key, 0, keylength/8);
    if (!RAND_bytes(aes_key, keylength/8))
        exit(-1);

    size_t inputslength = 0;
    printf("Give an input's length:\n");
    scanf("%lu", &inputslength);

    /* generate input with a given length */
    unsigned char aes_input[inputslength];
    memset(aes_input, 'X', inputslength);

    // buffers for encryption and decryption
    const size_t encslength = ((inputslength + AES_BLOCK_SIZE) / AES_BLOCK_SIZE) * AES_BLOCK_SIZE;

    unsigned char paddedinput[encslength];
    memset(paddedinput, 0, encslength);
    memcpy(paddedinput, aes_input, inputslength);

    unsigned char enc_out[encslength];
    unsigned char dec_out[inputslength];
    memset(enc_out, 0, sizeof(enc_out));
    memset(dec_out, 0, sizeof(dec_out));

    AES_KEY enc_key, dec_key;
    AES_set_encrypt_key(aes_key, keylength, &enc_key);

    long c = 0;
    while(c < encslength)
    {
        AES_ecb_encrypt(paddedinput+c, enc_out+c, &enc_key, AES_ENCRYPT);
        c += 8;
    }

    c = 0;
    AES_set_decrypt_key(aes_key, keylength, &dec_key);
    while(c < encslength)
    {
        AES_ecb_encrypt(enc_out+c, dec_out+c, &dec_key, AES_DECRYPT);
        c += 8;
    }

    printf("original:\t");
    hex_print(aes_input, sizeof(aes_input));

    printf("encrypt:\t");
    hex_print(enc_out, sizeof(enc_out));

    printf("decrypt:\t");
    hex_print(dec_out, sizeof(dec_out));

    return 0;
}

Answer 1

Lets say, ECB. It encrypts 64 bits at a time

AES是一个 128 位的分组密码。它一次加密/解密 128 位。这是一个标准。 AES_encrypt/AES_decrypt block 需要 128 位或 16 字节长度的输入和输出数据。

But with the above code it doesnt encrpyt good. When I change c += 8; into c += 16; its ok then. Whats is good way of doing this? I mean, we all know that 8x8 = 64 bits so this should be correct, but it isnt, the encryption/decryption is working only when I have c += 16;

这就是它在

上运行良好的原因

c+=16

除此之外，您的代码中几乎没有问题。

unsigned char enc_out[encslength];

请保持 dec_out 的大小为 encslength，因为您正在解密代码中的 encslength 字节而不是 inputlength。

unsigned char dec_out[encslength];
memset(enc_out, 0, sizeof(enc_out));
memset(dec_out, 0, sizeof(dec_out));

AES_KEY enc_key, dec_key;
AES_set_encrypt_key(aes_key, keylength, &enc_key);

在本节中，将 c 增加 16，因为 AES 是 128 block 密码。

long c = 0;
while(c < encslength)
{
    AES_ecb_encrypt(paddedinput+c, enc_out+c, &enc_key, AES_ENCRYPT);
    c += 16;
}

这里有类似的变化:

c = 0;
AES_set_decrypt_key(aes_key, keylength, &dec_key);
while(c < encslength)
{
    AES_ecb_encrypt(enc_out+c, dec_out+c, &dec_key, AES_DECRYPT);
    c += 16;
}

关于其他模式:

1. 循环流化床模式无需填充数据。使用 AES_cfb128_encrypt 和初始化 vector (IV) 以及 key 。

对于加密:

AES_cfb128_encrypt (paddedinput, enc_out, inputlength, &enc_key, iv, AES_ENCRYPT);

解密:

AES_cfb128_decrypt (enc_out, dec_out, inputlength, &enc_key, iv, AES_ENCRYPT);

1. OFB模式同样在 OFB 模式下，不需要填充数据。使用 AES_ofb128_encrypt 和 IV 以及 key 。

对于加密:

//Initialize num to 0.
num = 0;
AES_ofb128_encrypt (paddedinput, enc_out, inputlength, &enc_key, iv, &num);

解密:

num = 0;
AES_ofb128_encrypt (enc_out, dec_out, inputlength, &enc_key, iv, &num);

您可能需要根据需要对代码进行一些调整。

请阅读更多关于 block cipher mode of operation 的信息.