移植 Crypto++ 时密钥大小不正确AES 加密到 PHP 的 mcrypt

Question

早些时候，我设法将一些 C++ CryptoPP Rijndael_128 CBC 代码移植到 MCrypt PHP，但现在我遇到了 CFB 模式的问题。 C++ 和 PHP 结果不匹配（第一个字节匹配，但这可能是巧合，其他一切都不是）。通过一些诊断，PHP 的 mcrypt 似乎没有正确设置密钥长度？

这是 C++（为了简单起见，删除了诊断和杂项）：

CFB_Mode<AES>::Encryption encryptor(g_encrypt_key, AES::DEFAULT_KEYLENGTH, g_encrypt_iv);

StringSource ss( sInput.c_str(), true, 
        new StreamTransformationFilter( encryptor, 
            new HexEncoder( new StringSink( sEncryptedOut ) )
        ));

这是 PHP：

$cipher = mcrypt_module_open(MCRYPT_RIJNDAEL_128, '', MCRYPT_MODE_CFB, '')
mcrypt_generic_init($cipher, $g_encrypt_key, $g_encrypt_iv);

$sEncryptedOutput = mcrypt_generic( $cipher, $sInput);
mcrypt_generic_deinit($cipher);
mcrypt_module_close($cipher);

g_encrypt_key 和 g_encrypt_iv 都是 16 个字节长，并且字节与 C++ 和 PHP 版本匹配。对于 PHP 版本，它是由字节构造的二进制字符串（是的，我已经检查过它们是相同的）。

我添加了对 PHP 版本的调用来检查 $cipher 的块大小、密钥大小等。 块大小和iv大小均为16；支持的密钥大小报告为 16、24 和 32 - 全部符合预期。

我认为问题在于密钥大小被报告为 32 字节。查看 mcrypt 文档，设置密钥大小的唯一方法是提供所需大小的密钥。但我传递的是 16 字节密钥！那么为什么它报告存在 32 字节密钥呢？如果CFB模式必须使用32字节密钥，那么为什么CryptoPP会接受它？解决办法是什么？我可以强制 PHP 使用已提供的 16 字节密钥吗？或者我是否缺少一个参数，该参数默认为 CryptoPP 中的设置与 MCrypt 中的设置不同？

我使用 CFB 模式是因为我想最小化生成的加密数据的长度。填充将引入的几个字节在此应用程序中确实很重要。

我需要能够在 C++ 中加密/解密，但只能在 PHP 中加密。 AES 对于我的应用程序来说可以说是杀伤力过大 - 我需要的最低限度是“对字节进行良好的加扰”，以便数据中各个字节的功能不明显。

Answer 1

已经有一段时间了，但几年前我在使用 CFB 的 mcrypt 和 openSSL 方面遇到了一些类似的问题。最后，我发现 mcrypt 在 CFB 模式下使用了与 openssl 不同的默认反馈链大小。也就是说，我相信CFB中的openSSL AES128使用了128位的块大小和反馈大小，而mcrypt使用了128位的块大小和8位的反馈大小。我无法证实这一点，这只是当时基于阅读一些旧论坛帖子的猜测。不管这个理论的真实性如何，我并不是唯一一个或第一个遇到这个特殊问题的人。

对我来说，解决方案是像你自己一样使用 nOFB。根据 PHP mcrypt 库参考 MCRYPT_MODE_NOFB 强制反馈链等于算法的块大小，在本例中为 AES128 (Rijndael) 的 128 位块/反馈，它与 手册页说明了有关 nOFB 的信息。这很好，因为我发现 nO​​FB 反馈与块大小同步。因此，nOFB 中的 mcrypt 和 OpenSSL 现在都是 AES128 的 128 位密钥/iv/块/反馈大小，并且一切正常。

就 PHP 报告 256 位密钥大小（32 字节）而言，返回当前密码算法密钥大小的函数实际上返回最大密钥大小，文档中没有明确说明。我知道这一点是因为我现在一直在各种项目中使用的小类与 openSSL 以及 CBC 或 nOFB 中的任何其他 AES 库完美配合。如果 mcrypt 用额外的 128 位空字符串或其他内容填充我的 128 位（16 个字符）密钥，则情况不会如此，并且无论如何在技术上都是不正确的。

这并不是一个很好的答案，但我在几年前对密码学的一次非常业余的尝试中得到了最好的答案。

Answer 2

查看 phpseclib：

http://phpseclib.sourceforge.net/

您可以将密钥大小和块大小设置为任何你想要的。

例如。 $aes->setKeyLength(128) 或 $aes->setKeyLength(256);

Answer 3

我遇到了这个问题 - 有几点。默认情况下，PHP Rijndael 模式将反馈循环设置为 8 位 - AES 需要与 IV/Key 的长度相同。

您可以使用模式“ncfb”而不是“cfb”或 MCRYPT_MODE_CFB 来完成此操作。

有关编写 aes_cfb_128 兼容 PHP 的完整详细信息，请参见以下 Security Stackexchange 问题：Erlang 和 PHP 之间的 aes cfb 128 解密/加密问题。它的缺点是（来自汤姆·利克）：

...对于 CFB 和 OFB（它们彼此不同并且不能互换使用），您必须担心“反馈长度”，它不一定在各种加密库中得到清晰的记录。加密和解密都必须使用相同的反馈长度才能互操作。