Python 3.2 - CBC 模式下的对称 AES 加密 - 请求建议

Question

我的目标是使用 python 3.x 设置简单的加密，所以这个周末我在网上搜索了有关 RSA/AES 等的信息......实际上，看起来可能是加密文本数据的可能性以合理安全的方式传输..也没有偏执，我不是专家，只是想确保这些内容在没有 key 的情况下很难阅读!

老实说，我对密码学了解不多。经过几个小时的搜索和收集信息和源代码后，由于 Python 2.7 中提供的示例导致无效长度问题或其他转换错误，我的尝试失败了。我发现 python 3 中的示例很少，并且使用的加密方法似乎不太合适或不认真。

我终于能够运行以下接受 ISO 8859-1 编码字符的代码。我实际上将所有内容封装为 UTF-8 编码以避免语言问题..我希望如此..

我想知道我的设计方式是否正确，特别是数据安全性是否可以接受，我并不是在寻找出色的安全解决方案，只是想保护我自己的个人数据而不是保护军事防御 secret 哈哈!

请随时向我转发您的意见或建议，尤其是我可能错过的事情!

非常感谢您的提前。

伊曼纽尔(法国)

注意:下一步我将尝试将 RSA 加密的 AES 密码与文本流一起发送给收件人。由于每条消息的 AES 密码都不同，客户端需要自动翻译它才能解码密码消息。 AES 密码将以 RSA 非对称加密方式使用尽可能最强的 key 进行传输，而不会影响性能。目的是在合理的时间范围内传输简单的消息(无需 Base64 编码)或大量数据。

@+再见。

要执行下面的代码，您应该安装 PyCrypto (python 3.2)

import os, base64, hashlib
from Crypto.Cipher import AES

class Aes(object):

# Crypte / décrypte un texte donné en AES mode CBC. Accepte l'encodage base64.
# Encrypts input text string & decrypts bytes encoded string with or without base64 encoding
# Author: emmanuel.brunet@live.fr - 12/2013


SALT_LENGTH = 64
DERIVATION_ROUNDS=10000
BLOCK_SIZE = 16
KEY_SIZE = 256
MODE = AES.MODE_CBC

def encrypt(self, source, aes_key, outfile=None, base64_encode=False):
    '''
    Crypte l'entrée source en AES mode CBC avec sortie encodage base64 / fichier facultative

    @param str source: text to encode or text file path
    @param bytes aes_key: password
    @parm str outfile: disk file to write encoded text to. defaults to None
    @param bool base64_encode: returns base64 encoded string if True (for emails) or bytes if False

    @return bytes ciphertext: the bytes encoded string.
    '''


    '''
    ----------------------------
    Inputs management
    ----------------------------
    '''
    if os.path.exists(source):

        fp = open(source, 'rb')
        input_text = fp.read()
        fp.close()

    else:

        input_text = bytes(source, 'UTF-8')

    if input_text == b'':
        print('No data to encrypt')
        return

    padding_len = 16 - (len(input_text) % 16)         
    padded_text = str(input_text, 'UTF-8') + chr(padding_len) * padding_len

    '''
    ---------------------------------------------------------
    Computes the derived key (derived_key). 
    ---------------------------------------------------------
    Elle permet d'utiliser la clé initiale (aes_key) plusieurs 
    fois, une pour chaque bloc à encrypter.
    ---------------------------------------------------------
    '''

    salt = os.urandom(self.SALT_LENGTH)

    derived_key = bytes(aes_key, 'UTF-8')     

    for unused in range(0,self.DERIVATION_ROUNDS):

        derived_key = hashlib.sha256(derived_key + salt).digest()

    derived_key = derived_key[:self.KEY_SIZE]

    '''
    ----------------
    Encrypt
    ----------------
    '''      
    # The initialization vector should be random
    iv = os.urandom(self.BLOCK_SIZE)

    cipherSpec = AES.new(derived_key, self.MODE, iv)
    cipher_text = cipherSpec.encrypt(padded_text)
    cipher_text = cipher_text + iv + salt

    '''
    -------------------------
    Output management
    -------------------------
    '''
    if outfile is None:
        '''
        Returns cipher in base64 encoding. Useful for email management for instance
        '''
        if base64_encode:
            return(base64.b64encode(cipher_text))
        else:
            return(cipher_text)

    else:
        '''
        Writes result to disk
        '''

        fp = open(outfile, 'w')

        if base64_encode:
            fp.write(base64.b64encode(cipher_text))
        else:
            fp.write(cipher_text)

        fp.close()

        print('Cipher text saved in', outfile)


def decrypt(self, source, aes_key, outfile=None, base64_encode=False):
    '''
    Decrypts encoded string or data file

    @param bytes or str source: encrypted bytes string to decode or file path        
    @param bytes aes_key: password
    @parm str outfile: disk file to write encoded text to. defaults to None        
    @param bool base64_encode: cipher text is given base64 encoded (for mails content for examples)

    @returns str secret_text: the decoding text string or None if invalid key given
    '''

    '''
    ---------------------------
    Input management
    ---------------------------
    '''

    if type(source) == str and os.path.exists(source):

        fp = open(source, 'rb')
        ciphertext = fp.read()
        fp.close()

    elif type(source) == bytes:
        ciphertext = source

    else:
        print('Invalid data source')
        return

    if base64_encode:
        encoded_text = base64.b64decode(ciphertext)
    else:
        # decodedCiphertext = ciphertext.decode("hex")
        encoded_text = ciphertext

    '''
    -------------------------
    Computes derived key
    -------------------------
    '''

    iv_start = len(encoded_text) - self.BLOCK_SIZE - self.SALT_LENGTH
    salt_start = len(encoded_text) - self.SALT_LENGTH
    data, iv, salt = encoded_text[:iv_start], encoded_text[iv_start:salt_start], encoded_text[salt_start:]

    derived_key = bytes(aes_key, 'utf-8')

    for unused in range(0, self.DERIVATION_ROUNDS):
        derived_key = hashlib.sha256(derived_key + salt).digest()

    derived_key = derived_key[:self.KEY_SIZE]


    '''
    -------------------------
    Decrypt
    -------------------------
    '''
    Cipher = AES.new(derived_key, self.MODE, iv)
    padded_text = Cipher.decrypt(data)

    padding_length = padded_text[-1]
    secret_text = padded_text[:-padding_length]

    '''
    Si le flux n'est pas décodé (mot de passe invalide),  la conversion UTF-8 plante ou au mieux on obtient un texte illisible
    '''
    try:
        secret_text = str(secret_text, 'utf-8')
    except:
        return

    if outfile is None:

        return(secret_text)

    else:
        '''
        Writes result to disk
        '''
        fp = open(outfile, 'w')
        fp.write(secret_text)
        fp.close()

最后的东西

我进行了以下更改:

• 使用 PBKDF2 作为带有 HMAC-sha512 的 KDF
• 解决了持续存在的问题
• 现在强制安装包:PyCypto 和 pbkdf2-1.3

我已经尝试了很多次插入新的代码块......但它不起作用。文本编辑器的行为非常奇怪。

Answer 1

你做得比我预期的要好:P。只是一些改进代码的建议:

• 如果你使用一个好的、著名的、强大的 key 派生函数会更好，比如 PBKDF2使用 HMAC-sha256。您的 KDF 看起来很强大，但在谈论密码学时，最好依赖经过广泛审查的算法。
• 您可以考虑使用 os.random 代替 os.urandom(或者至少可以轻松地从一种随机切换到另一种)以获得更多熵。
• 您可以在加密输出中添加一些“ header ”，这样您就可以在不知道 key 大小和其他变量的情况下对其进行解密，而这些内容现在都是硬编码的。
• 让用户可以更轻松地更改现在硬编码的设置。

此外，对于下一步，我建议您查看 DH key exchange 。这将为您提供完美的前向保密性。