PyCryptoDome/密码不等式与python中的AES-CFB

Question

在运行测试以确保两个不同的库提供相同的输出时，我发现CFB 并没有。复制问题的代码是：

from cryptography.hazmat.backends import default_backend
from cryptography.hazmat.primitives.ciphers import Cipher, algorithms, modes
from Crypto.Cipher import AES

KEY = b'legoroojlegorooj'
IV = b'legoroojlegorooj'

aes = Cipher(algorithms.AES(KEY), modes.CFB(IV), default_backend()).encryptor()
output_data = aes.update(b'Feathers fall as fast as bowling balls.') + aes.finalize()
del aes


ctr = AES.new(KEY, AES.MODE_CFB, iv=IV)
output_data2 = ctr.encrypt(b'Feathers fall as fast as bowling balls.')

assert output_data == output_data2  # AssertionError

如有任何帮助解决这个问题，我们将不胜感激。

此代码适用于 modes.OFB(IV) 和 AES.MODE_OFB。

Answer 1

在CFB mode 中必须指定移位寄存器的大小，因此不同的库通常使用不同的默认值。为了区分，移位寄存器的位大小通常附加到 CFB 后，即 CFB8 使用 8 位移位寄存器，CFB128 使用 128 位移位寄存器。

Cryptography 有两种变体 CFB8 和 CFB128，后者简称为 CFB。 PyCryptodome 允许使用参数segment_size 设置为8 位的整数倍，默认值为8 位。

所以在当前代码中 Cryptography 使用 CFB128 而 PyCryptodome 使用 CFB8（其默认值），这会导致不同的结果。

以下组合有效：

• PyCryptodome 与 segment_size=128 和 Cryptography 与 CFB。都对应CFB128：

  # CFB with a 128 bit shift-register
  # Output as hex-string: 63230751cc1efe25b980d9e707396a1a171cd413e6e77f1cd7a2d3deb2217255a36ae9cbf86c66
  ...
  aes = Cipher(algorithms.AES(KEY), modes.CFB(IV), default_backend()).encryptor()
  ...
  ctr = AES.new(KEY, AES.MODE_CFB, iv=IV, segment_size=128)
  ...
  

• PyCryptodome 与 segment_size=8（默认值）和 Cryptography 与 CFB8。都对应CFB8：

  # CFB with a 8 bit shift-register
  # Output as hex-string: 63d263889ffe94dd4740580067ee798da474c567b8b54319a5022650085c62674628f7c9e790c3
  ...
  aes = Cipher(algorithms.AES(KEY), modes.CFB8(IV), default_backend()).encryptor()
  ...
  ctr = AES.new(KEY, AES.MODE_CFB, iv=IV, segment_size=8)
  ...
  

请注意，(1) 两个 Python 库都为 OFB mode 提供了相同的结果，因为它们都使用 OFB128。 (2) CFB128 比 CFB8 快：在 CFB8 中，AES 加密必须为每个块调用 16 次，而在 CFB128 中为 1 次。