c - AES cbc 256 解密在 C openssl 中失败

Question

我正在尝试使用 openssl 在 C 中编写 AES 加密/解密程序。但是，当我尝试解密消息时，出现错误:0606506D:digital envelope routines:EVP_DecryptFinal_ex:wrong final block length。

  void aes_encrypt(unsigned char* in, int inl, unsigned char *out, int* len, unsigned char * key){
      unsigned char iv[16] = "encryptionIntVec";
      EVP_CIPHER_CTX ctx;
          EVP_CIPHER_CTX_init(&ctx);
  
      EVP_EncryptInit_ex(&ctx, EVP_aes_256_cbc(), NULL, key, iv);  
   
      *len = 0;
      int outl = 0;
  
      EVP_EncryptUpdate(&ctx, out+*len, &outl, in+*len, inl);
      *len+=outl;
  
      int test = inl>>4;
      if(inl != test<<4){
          EVP_EncryptFinal_ex(&ctx,out+*len,&outl);  
          *len+=outl;
      }
      EVP_CIPHER_CTX_cleanup(&ctx);
  }
   
   
  void aes_decrypt(unsigned char* in, int inl, unsigned char *out, unsigned char *key){
      unsigned char iv[16] = "encryptionIntVec";
      EVP_CIPHER_CTX ctx;
      EVP_CIPHER_CTX_init(&ctx);
      
      int result; 
  
      result = EVP_DecryptInit_ex(&ctx, EVP_aes_256_cbc(), NULL, key, iv); 
      if(result > 0) {
          printf("passed\n");
      } else {
          printf("failed\n");
      }
      int len = 0;
      int outl = 0;
   
      result = EVP_DecryptUpdate(&ctx, out+len, &outl, in+len, inl);
      if(result > 0) {
          printf("passed\n");
      } else {
          printf("failed\n");
      }
      len += outl;
       
      result = EVP_DecryptFinal_ex(&ctx, out+len, &outl); 
      if(result > 0) {
          printf("passed\n");
      } else {
          printf("failed\n");
          ERR_print_errors_fp(stdout);
      } 
      len+=outl;
      out[len]=0;
      EVP_CIPHER_CTX_cleanup(&ctx);
  }
  
  int main()
  {

      unsigned char content[400];

      unsigned char key[] = "0123456789abcdef0123456789abcdef";

         /******************Block 1*****************************/
      unsigned char en[400],de[400],base64[400], base64_out[400];
      int len; 
      memset(content, 0,400);
      memset(en, 0, 400);
      memset(de, 0, 400);
      memset(base64, 0,400);
      memset(base64_out, 0, 400);
      strcpy((char *)content, "loc: 123.2132412, -39.123142");
      
      printf("%d %s\n", strlen((const char*)content), content);
          //encrypt content
      aes_encrypt(content,strlen((const char*)content), en, &len, (unsigned char*)key);
      
          //base64 encode ciphertext
      int encode_str_size = EVP_EncodeBlock(base64, en, len);
      printf("%d %s\n", encode_str_size, base64);
      
          //base64 decode
      int length = EVP_DecodeBlock(base64_out, base64, strlen((const char*)base64));
      while(base64[--encode_str_size] == '=') length--;
      
          //decrypt 
      aes_decrypt(base64_out, length, de, (unsigned char*)key);
      printf("%d %s\n", strlen((const char*)de), de);
  
      
      /***********************Block 2*******************************/
      unsigned char msg_out[400];
      unsigned char msg[400] = "6hKe8RGg+4p1N1R6Y9aaTovxLtuH115JoWUO8plrAJE=";
      unsigned char result[400];
  
      int l = EVP_DecodeBlock(msg_out, msg, strlen((const char*)msg));
      if(strcmp((const char*)msg, (const char*)base64)==0) {
          printf("match\n");
      }
      if(strcmp((const char*)en, (const char*)msg_out)==0) {
          printf("match\n");
      }
      while(msg[--encode_str_size] == '=') l--;
      
      aes_decrypt(msg_out, l, result, (unsigned char*)key);
      printf("%d %s\n", strlen((const char*)result), result);
          return 0;
  }

在 main 函数的 block 1 中，我加密、base64 编码、base64 解码、解密，然后得到与原来完全相同的字符串，并且没有产生任何错误。但是，在block 2中，我直接使用了block 1产生的base64编码字符串，解码解密后，在result = EVP_DecryptFinal_ex(&ctx, out+len, &outl);处出现错误那是error:0606506D:digital envelope routines:EVP_DecryptFinal_ex:wrong final block length。

如果我无论如何打印解密的字符串，它是 loc: 123.2132412, -39.123142^D^D^D^D，最后附加了四个 '^D'。我比较了字符串，都打印了match，这意味着从base64解码的密文与 block 1中的one(en)是相同的。 (注意:相同的 key ，相同的 IV)

知道失败的原因吗？

Answer 1

我使用的是 OpenSSL 3.0.0-dev 版本，因此出于 David C. Rankin 评论中所述的原因必须修改代码。即使在这些更改之后也会出现问题。

调试显示 block 2 中 Base64 解码数据的长度被错误地确定为 l = 0x21 = 33。正确的值为 l = 0x20 = 32。
这是因为在 block 2 中，在确定 Base64 解码数据的长度时，没有 0x00 填充字节(由 EVP_DecodeBlock() 添加)有

while (msg[--encode_str_size] == '=') l--; 

encode_str_size 的值 已在 block 1 中更改 被使用。解决方法是为 Base64 编码数据的长度应用当前值，例如

encode_str_size = strlen((const char*)msg);

然后 block 2 的解密在我的机器上工作。

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请注意 EVP_DecodeBlock()始终返回长度等于 3 整数倍的 Base64 解码数据，必要时用 0x00 值填充。
因此，数据的实际长度也可以单独使用msg_out 和l 来确定。 l 指定包括 0x00 填充字节的长度，因此只有0x00 填充字节的数量必须从 l 中减去。
因此，实际上不需要 msg 和 encode_str_size(尽管两者都可以使用，因为 = 填充字节数等于0x00 填充字节)。

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正如 Joël Hecht 在评论中提到的那样，EVP_EncryptFinal_ex() 调用是必要的，其中包括执行填充 (PKCS7)。
在当前发布的代码中，仅当明文长度不等于测试数据满足的 16 字节(AES block 大小)的整数倍时才会出现这种情况。
但是对于长度为16字节倍数的明文，没有调用EVP_EncryptFinal_ex()，所以没有进行padding，导致EVP_DecryptFinal_ex()解密失败.

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除了 Base64 编码之外，OpenSSL 文档 here提供了EVP_aes_256_cbc()的完整示例，可用于比较。