c# MCRYPT_RIJNDAEL_256 php中的加密解密类

Question

我正在尝试将 c# 应用程序转换为 php，但我停留在 C# 为基于 RIJNDAEL 算法的加密和解密提供安全类的地方。我正在尝试转换为 php。

注意:我使用的是 php 7.2，因此此版本已弃用 mcrypt。

C#代码

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.IO;
using System.Linq;
using System.Security.Cryptography;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

namespace pharmarackencryption
{
    class Program
    {
        private const string initVector = "aw90rela942f65u2";

        // This constant is used to determine the keysize of the encryption algorithm.
        private const int keysize = 256;

        public static string Encrypt(string plainText, string passPhrase = "testing")
        {
            byte[] initVectorBytes = Encoding.UTF8.GetBytes(initVector);
            byte[] plainTextBytes = Encoding.UTF8.GetBytes(plainText);
            PasswordDeriveBytes password = new PasswordDeriveBytes(passPhrase, null);
            byte[] keyBytes = password.GetBytes(keysize / 8);
            RijndaelManaged symmetricKey = new RijndaelManaged();
            symmetricKey.Mode = CipherMode.CBC;
            ICryptoTransform encryptor = symmetricKey.CreateEncryptor(keyBytes, initVectorBytes);
            MemoryStream memoryStream = new MemoryStream();
            CryptoStream cryptoStream = new CryptoStream(memoryStream, encryptor, CryptoStreamMode.Write);
            cryptoStream.Write(plainTextBytes, 0, plainTextBytes.Length);
            cryptoStream.FlushFinalBlock();
            byte[] cipherTextBytes = memoryStream.ToArray();
            memoryStream.Close();
            cryptoStream.Close();
            return Convert.ToBase64String(cipherTextBytes);
        }

        public static string Decrypt(string cipherText, string passPhrase = "testing")
        {
            byte[] initVectorBytes = Encoding.ASCII.GetBytes(initVector);
            byte[] cipherTextBytes = Convert.FromBase64String(cipherText);
            PasswordDeriveBytes password = new PasswordDeriveBytes(passPhrase, null);
            byte[] keyBytes = password.GetBytes(keysize / 8);
            RijndaelManaged symmetricKey = new RijndaelManaged();
            symmetricKey.Mode = CipherMode.CBC;
            ICryptoTransform decryptor = symmetricKey.CreateDecryptor(keyBytes, initVectorBytes);
            MemoryStream memoryStream = new MemoryStream(cipherTextBytes);
            CryptoStream cryptoStream = new CryptoStream(memoryStream, decryptor, CryptoStreamMode.Read);
            byte[] plainTextBytes = new byte[cipherTextBytes.Length];
            int decryptedByteCount = cryptoStream.Read(plainTextBytes, 0, plainTextBytes.Length);
            memoryStream.Close();
            cryptoStream.Close();
            return Encoding.UTF8.GetString(plainTextBytes, 0, decryptedByteCount);
        }

        static void Main(string[] args)
        {
            Program p = new Program();
            string enc_password = Encrypt("437217");
            string dec_password = Decrypt("C9xJGa03dRQx9ePm0nLnHg==");
            Console.WriteLine(enc_password);
            Console.WriteLine(dec_password);
        }
    }
}

加密:C9xJGa03dRQx9ePm0nLnHg==

我在php中发现了一些类似的代码

PHP代码:

<?php 
    // key/iv in ASCII binary data, $str base64
    function decrypt_stuff($key, $str, $iv) {
        // $plaintext_dec = mcrypt_decrypt(MCRYPT_RIJNDAEL_256, $key, base64_decode($str), MCRYPT_MODE_CBC, $iv);
        $plaintext_dec = openssl_decrypt(base64_decode($str), "aes-256-cbc", $key,  OPENSSL_RAW_DATA|OPENSSL_ZERO_PADDING, $iv);
        return $plaintext_dec;
    }

    // key/iv in ascii binary data, $str ascii
    function encrypt_stuff($key, $str, $iv) {
        // $ciphertext = base64_encode(mcrypt_encrypt(MCRYPT_RIJNDAEL_256, $key, $str, MCRYPT_MODE_CBC, $iv));
        if (($l = (strlen($str) & 15)) > 0) { $str .= str_repeat(chr(0), 16 - $l); }
        $ciphertext = base64_encode(openssl_encrypt($str, "aes-256-cbc", $key,  OPENSSL_RAW_DATA|OPENSSL_ZERO_PADDING, $iv));
        return $ciphertext;
    }

    echo encrypt_stuff("testing","437217","aw90rela942f65u2");
    //Result : LTbhEHjFgfa5PDJQXJEdKQ==

两者都在做同样的事情，但结果仍然不同

Answer 1

您的 PHP 代码会产生不同的结果，因为您没有使用相同的 key 。在您的 C# 代码中，您使用 PasswordDeriveBytes 创建 key ，这是 Microsoft 对 PBKDF1 的实现。

PHP 不支持 PBKDF1，但我们可以编写一个与 C# 兼容的函数。下面的代码灵感来自这个伟大的 answer由 Maarten Bodewes 翻译成 PHP。

function passwordDeriveBytes($password, $salt, $iterations = 100, $len = 32) {
    $key = $password . $salt;
    for($i = 0; $i < $iterations; $i++) {
        $key = sha1($key, true);
    }
    if (strlen($key) < $len) {
        $hx = passwordDeriveBytes($password, $salt, $iterations - 1, 20);
        $counter = 0;
        while (strlen($key) < $len) {
            $counter += 1;
            $key .= sha1($counter . $hx, true);
        }
    }
    return substr($key, 0, $len);
}

此外，您正在手动对数据进行 bese64 编码和填充。您正在执行零字节填充，但在您的 C# 代码中，您使用的是 PKCS7(默认和首选)填充。最好让 openssl 填充和编码您的数据。

function encrypt_stuff($key, $str, $iv) {
    return openssl_encrypt($str, "aes-256-cbc", $key, 0, $iv);
}

function decrypt_stuff($key, $str, $iv) {
    return openssl_decrypt($str, "aes-256-cbc", $key, 0, $iv);
}

使用从 passwordDeriveBytes 派生的 key ，此 PHP 代码产生与您的 C# 代码相同的结果。

$key = passwordDeriveBytes("testing", null);
$enc = encrypt_stuff($key,"437217","aw90rela942f65u2");
echo $enc;
//C9xJGa03dRQx9ePm0nLnHg==

但是，出于以下原因，我不建议使用此代码。

• 最好使用 PBKDF2 作为您的 key 。您可以使用 Rfc2898DeriveBytes在 C# 中:

  Rfc2898DeriveBytes kdf = new Rfc2898DeriveBytes(password, salt, iterations);
  byte[] key = kdf.GetBytes(32);
  

  和hash_pbkdf2在 PHP 中:

  $key = hash_pbkdf2("sha1", $password, $salt, $iterations, 32, true);
  

  salt 长度至少为 8 个字节，迭代次数至少为 10,000。

• 您没有使用盐。您应该为每个密码使用随机盐，它会使您的 key 更强大。

• 您正在使用静态 IV。 IV 应该是唯一且不可预测的。您可以使用 RNGCryptoServiceProvider 创建随机 IV :

  byte[] iv = new byte[16];
  RNGCryptoServiceProvider rng = new RNGCryptoServiceProvider(); 
  rng.GetBytes(iv);
  

  和openssl_random_pseudo_bytes :

  $iv = openssl_random_pseudo_bytes(16);
  

  您也可以将此代码用于盐。

• 您没有使用经过身份验证的加密。如果您使用的是 PHP 7，则可以使用 GCM，但遗憾的是 .NET 不提供任何 AEAD 算法。但是，您可以使用 bouncycastle ，如果您选择使用经过身份验证的加密。

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但是您的加密代码应该在您每次使用它时产生不同的结果，因为您应该使用随机 IV。如果您有 IV，则可以正确解密密文。 IV 不必保密；您可以将它存储在密文旁边。

如果您将 mcrypt 与 MCRYPT_RIJNDAEL_256 一起使用，您仍然可以使您的 PHP 代码与 C# 兼容，因为 RijndaelManaged 支持 256 位 block 大小.

symmetricKey.BlockSize = 256;

但是您不应该使用 mcrypt，因为它没有维护，并且在 PHP 7 中已弃用。