RFC2898DeriveBytes 如何生成 AES 密钥？

Question

我看到了一些代码，就像

string password = "11111111";
byte[] salt = Encoding.ASCII.GetBytes("22222222");
Rfc2898DeriveBytes key = new Rfc2898DeriveBytes(password, salt);
RijndaelAlg.Key = key.GetBytes(RijndaelAlg.KeySize / 8);

我可以看到密钥是由 Rfc2898DeriveBytes 使用密码和盐生成的。然后 AES 通过 GetBytes 检索密钥。

但问题是，RFC2898DeriveBytes 是做什么的，key.GetBytes(cb) 是做什么的？有人能详细说明一下吗？我无法从文档中获取它。

Answer 1

RFC2898 是指 2000 年 9 月发布的基于密码的加密规范。实际上，Rfc2898DeriveBytes 使用密码和盐来生成密钥。它使用的方法称为 PBKDF2（基于密码的密钥导出函数 #2），并在 RFC2898 的第 5.2 节中定义。从第 5.2 节：

PBKDF2 应用伪随机函数（示例请参见附录 B.1）来派生密钥。派生密钥的长度本质上是无限的。 （但是，派生密钥的最大有效搜索空间可能受到底层伪随机函数结构的限制。进一步讨论请参阅附录 B.1。）建议新应用使用 PBKDF2。

有关更多详细信息，请参阅 RFC2898。

至于 Rfc2898DeriveBytes.GetBytes 的作用，它在每次调用时返回一个不同的密钥；它实际上只是使用相同的密码和盐以及迭代计数重复应用 PBKDF2。

RFC 文档中对此进行了概述，其中 PBKDF2 定义为

PBKDF2 (P, S, c, dkLen)

其中 P 是密码，S 是盐，c 是迭代计数，< code>dkLen 是所需密钥的长度。

RFC 总的来说非常有趣，并且在历史上非常重要。 RFC 1149 非常重要，RFC 2324。

Answer 2

从 Reflector 中的实现来看：

public Rfc2898DeriveBytes(string password, byte[] salt) : this(password, salt, 0x3e8)
{
}

public Rfc2898DeriveBytes(string password, int saltSize, int iterations)
{
    if (saltSize < 0)
    {
        throw new ArgumentOutOfRangeException("saltSize", Environment.GetResourceString("ArgumentOutOfRange_NeedNonNegNum"));
    }
    byte[] data = new byte[saltSize];
    Utils.StaticRandomNumberGenerator.GetBytes(data);
    this.Salt = data;
    this.IterationCount = iterations;
    this.m_hmacsha1 = new HMACSHA1(new UTF8Encoding(false).GetBytes(password));
    this.Initialize();
}


public override byte[] GetBytes(int cb)
{
    if (cb <= 0)
    {
        throw new ArgumentOutOfRangeException("cb", Environment.GetResourceString("ArgumentOutOfRange_NeedNonNegNum"));
    }
    byte[] dst = new byte[cb];
    int dstOffset = 0;
    int count = this.m_endIndex - this.m_startIndex;
    if (count > 0)
    {
        if (cb < count)
        {
            Buffer.InternalBlockCopy(this.m_buffer, this.m_startIndex, dst, 0, cb);
            this.m_startIndex += cb;
            return dst;
        }
        Buffer.InternalBlockCopy(this.m_buffer, this.m_startIndex, dst, 0, count);
        this.m_startIndex = this.m_endIndex = 0;
        dstOffset += count;
    }
    while (dstOffset < cb)
    {
        byte[] src = this.Func();
        int num3 = cb - dstOffset;
        if (num3 > 20)
        {
            Buffer.InternalBlockCopy(src, 0, dst, dstOffset, 20);
            dstOffset += 20;
        }
        else
        {
            Buffer.InternalBlockCopy(src, 0, dst, dstOffset, num3);
            dstOffset += num3;
            Buffer.InternalBlockCopy(src, num3, this.m_buffer, this.m_startIndex, 20 - num3);
            this.m_endIndex += 20 - num3;
            return dst;
        }
    }
    return dst;
}