c++ - 重新加密加密数据文件生成解密输出

Question

我使用 Crypto++ 库编写了加密函数，该函数在第一次完成文件加密时运行正确。如果再次传递相同的加密文件进行加密，则生成包含加密和解密数据的输出。

bool EncryptDataFile(const char* inputFile, const char* outputFile)
{
  try
  {
    std::vector<byte> key = HexDecoding(PASSCODE);
    std::vector<byte> iv = HexDecoding(INITIALIZATION_VECTOR);

    GCM<AES>::Encryption encryptor;
    encryptor.SetKeyWithIV(key.data(), key.size(), iv.data(), iv.size());

    FileSource fs(inputFile, true,
        new AuthenticatedEncryptionFilter(encryptor,
            new FileSink(outputFile), false, TAG_SIZE));
  }

  catch(...)
  {
    return false;
  }

  return true;
}

输入.txt:

Privacy and Security

Output1.txt - 第一次加密输出:

{)ªei ?ñìCzN[hç&Ää€|Ùrñ½…
Ä

输入“Output1.txt”，输出“Output2.txt”-二次加密:

Privacy and Security]®Ÿwþñ úeS„£Fpä40WL ,ÈR¯M 

它揭示了原始数据。不确定这里缺少什么。

Answer 1

If the same encrypted file is passed again for encryption, generates the output which includes encrypted and decrypted data.

如果我解析正确，你在加密时说的是 m ≅ Enc(Enc(m)) 而不是 c = Enc(Enc(m))方案。这是您应避免设计自己的方案的原因之一。

这可能会在多种情况下发生，例如在重复使用 key 和 iv 时，在计数器模式下使用流密码或 block 密码。

您应该为每个消息或加密操作使用不同的安全上下文。无需手动操作，这意味着更改每个消息或加密操作的 key 或 iv。

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std::vector<byte> key = HexDecoding(PASSCODE);
std::vector<byte> iv = HexDecoding(INITIALIZATION_VECTOR);

这可能是您的问题。您需要为每个消息或加密操作使用不同的安全上下文。

---

这里是你如何修复它。您使用 key 派生函数为每个加密派生不同的安全参数。在下面的代码中，32 字节的 key 被分成两个 16 字节的 key 。这同样适用于 iv。第一次加密使用key+0和iv+0；第二次加密使用key+16和iv+16。

cryptopp$ cat test.cxx
#include "cryptlib.h"
#include "filters.h"
#include "files.h"
#include "aes.h"
#include "gcm.h"
#include "hex.h"
#include "hkdf.h"
#include "sha.h"

#include <string>
#include <iostream>

int main(int argc, char* argv[])
{
    using namespace CryptoPP;

    std::string password = "super secret password";
    SecByteBlock key(32), iv(32);

    HKDF<SHA256> hkdf;
    hkdf.DeriveKey(key, key.size(),
                   (const byte*)password.data(), password.size(),
                   NULL, 0,  // salt
                   (const byte*)"key derivation", 14);

    hkdf.DeriveKey(iv, iv.size(),
                   (const byte*)password.data(), password.size(),
                   NULL, 0,  // salt
                   (const byte*)"iv derivation", 13);


    std::string m = "Yoda said, Do or do not. There is no try.";
    std::string c1, c2;

    GCM<AES>::Encryption encryptor;

    encryptor.SetKeyWithIV(key, 16, iv, 16);
    StringSource(m, true, new AuthenticatedEncryptionFilter(
                 encryptor, new StringSink(c1)));

    encryptor.SetKeyWithIV(key+16, 16, iv+16, 16);
    StringSource(c1, true, new AuthenticatedEncryptionFilter(
                 encryptor, new StringSink(c2)));    

    std::cout << "Hex(m):" << std::endl;
    StringSource(m, true, new HexEncoder(new FileSink(std::cout)));
    std::cout << std::endl;

    std::cout << "Hex(Enc(m)):" << std::endl;
    StringSource(c1, true, new HexEncoder(new FileSink(std::cout)));
    std::cout << std::endl;

    std::cout << "Hex(Enc(Enc(m))):" << std::endl;
    StringSource(c2, true, new HexEncoder(new FileSink(std::cout)));
    std::cout << std::endl;

    return 0;
}

程序运行如下:

cryptopp$ ./test.exe
Hex(m):
596F646120736169642C20446F206F7220646F206E6F742E205468657265206973206E6F20747279
2E
Hex(Enc(m)):
D4A9063DE7400E90627DE90D16346DC5A99740C55F6FEE092A99071F55F1BDB25A72B7422126CCC4
09B5B5C0076E39EBF7256D5DC3151A738D
Hex(Enc(Enc(m))):
83A459F2D4A1627624AF162590465AC705C8AC0F4D915E4A4A9D300156C5F9E042CAA47903353F0A
A1FAE408D5747DD223AC4F9AEF3C320EEF7E79E08AB2C6FBEAE7A3A5B4978C45C7

---

我认为你的方案还有一些额外的问题。例如，如果您对消息“黎明时分进攻!” 进行多次加密，那么每次运行都会得到相同的密文。是信息泄露，缺乏密文不可区分性。

我认为你应该避免你的方案，并使用 Elliptic Curve Integrated Encryption Scheme (ECIES) .它避免了你方案中的大部分潜在问题，并实现了IND-CCA2。 .

ECIES 的缺点是，您必须管理公钥/私钥对。不过，这并不是什么大缺点。您已经在管理密码和 iv，因此从密码更改为私钥并不多。