生成正确的 AES-256-CBC 密钥/如何存储？答案

【问题标题】：Generate correct AES-256-CBC key / how to store?生成正确的 AES-256-CBC 密钥/如何存储？
【发布时间】：2019-06-17 04:12:31
【问题描述】：

我使用 Laravel 5.7 并且有两个应用程序在不同的服务器上运行。我想与加密通信。所以两端都需要有一定的key。默认 laravel 加密设置为 AES-256-CBC。

所以我想，我需要一个这样的 32 字节密钥：

$key = bin2hex(openssl_random_pseudo_bytes(32, $cstrong));

我得到一个 64 长的十六进制字符串，我想在两端保存，所以双方都可以访问一侧加密和另一侧解密。

但不知何故，这个密钥不被接受。 Laravel 抛出：唯一受支持的密码是具有正确密钥长度的 AES-128-CBC 和 AES-256-CBC

我还尝试将其设置为 16 字节，使用 32 个字符的密钥。也不行。

但是，它确实可以将其设置为 8 位，使用 16 个字符的密钥。但这对我来说没有任何意义？

Laravel 本身使用类似这样的键： base64:X，其中 X=44 个字符串。

我在某处读到 AES-256-CBC 需要 64 个字符的密钥，其中 44 个字符应该是 base64。我不确定这是否正确，但我很难做到这一点。如何读取带有 base64 前缀的密钥：？如何将其恢复为常规字符串。

目前我已经解决了这 16 个字符的字符串，但似乎不正确。那么如何生成有效的 AES-256-CBC 密钥，以及如何存储它呢？如果需要base64，它是如何工作的？对生成的 64 位十六进制密钥进行编码会返回一个 88 字符的字符串。

感谢任何帮助。

【问题讨论】：

标签： php encryption openssl key aes

【解决方案1】：

我自己无法尝试，但请查看源代码here：

/**
 * Create a new encryption key for the given cipher.
 *
 * @param  string  $cipher
 * @return string
 */
public static function generateKey($cipher)
{
    return random_bytes($cipher === 'AES-128-CBC' ? 16 : 32);
}

所以调用random_bytes()（或其等效的openssl）是您需要做的所有事情，或者要求16个字节（在AES-128-CBC的情况下）或32个字节（在AES-256-CBC的情况下）。这是有道理的，因为最终，AES 的密钥只不过是一堆随机字节。

您可能会感到困惑的是string 一词的用法。与 string 类型的常见用法不同，在这种情况下，它不是 printable 字符串，而只是字节的集合，其中 16 或 32 个字节。

这就是Base64 translation 出现的原因。它允许您仅通过ASCII 字符来表示字节集合。我怀疑您所指的“base64:X，其中 X=44 字符串”值存在于某些配置文件中，该文件通常应仅包含可读字符。实际上，将 32 个字节转换为 Base64 格式将产生 44 个字符。在这种情况下，base64: 前缀仅用于指示该值以 Base64 格式存储。

一个说明这一切的例子：

$key = random_bytes(32);
var_dump($key);
var_dump(base64_encode($key));

给予

string(32) "?9???֔e?N??Y?&[??b?4@O|?\?"
string(44) "45U5nvetGyfWlGWOF06N+VnIJlvwx2L3fzRAT3z5XPY="

后者是一种方便的存储密钥的格式。

PS：Encryption - Configuration section of the docuemntation 提到

在使用 Laravel 的加密器之前，你必须在你的 config/app.php 配置文件。你应该使用 php artisan key:generate 命令生成此密钥

也许该命令会执行您自己尝试执行的所有操作？

【讨论】：

base64 是一个完美的存储互译器。我建议使用内置的 PHP 扩展，如 LibSodium (PHP 7.2+) 进行 IV 翻译 (nonce) random_bytes(SODIUM_CRYPTO_BOX_NONCEBYTES) 并使用 sodium_crypto_box 进行加密。我built a container 让它更容易。使用后者的概念的绝佳答案。

【解决方案2】：

Laravel 使用Illuminate\Support\Facades\Crypt，它专为端到端加密而设计。这意味着您可以安全地加密和解密数据库中的数据，但它不是为大众通信加密而设计的。

PHP 7.2+ 与 LibSodium 紧密结合：不赞成使用您自己的宅基地加密方法。您可以在 php.ini 配置中启用扩展，或者使用配置编译 PHP。你可以read more on the docs。

假设 Bob 想向 Alice 发送一条消息。 Bob 和 Alice 都需要密钥对来加密和解密消息或数据。

sodium_crypto_box_keypair();

这些应该存储在数据库中，并且可以使用相互翻译器或后者来完成，例如base64*。每个用户都应持有唯一的密钥对，该密钥对可在帐户注册时颁发。

您可以通过附加您的 Laravel \App\User.php 文件并添加一个新的可填充对象 keypair 来实现此目的。在表 users 上创建一个新的迁移，像这样附加列密钥对：

public function up()
{
    Schema::table('users', function (Blueprint $table) {
        $table->string('key_pair')->unique()->nullable();
    });
}

然后转到您的 App\Http\Controllers\Auth\RegisterController.php 文件并附加 create 方法。

当您现在要加密时，可以参考用户密钥对。假设 Bob：Bob 的 id 为 1。假设 Alice：Alice 的 id 为 2。

$bob   = User::find(1);
$alice = User::find(2);

我们现在可以加密来自 Bob 的消息并将其发送给 Alice，方法是创建一个像这样的钠加密盒：

$kp = sodium_crypto_box_keypair_from_secretkey_and_publickey(
    sodium_crypto_box_secretkey($bob->keypair),
    sodium_crypto_box_publickey($alice->keypair) # Encrypt with Alices Public Key
);

$cbox = sodium_crypto_box(base64_encode('Hello, Alice. This is Bob.'), ($nonce = random_bytes(SODIUM_CRYPTO_BOX_NONCEBYTES)), $kp);

我们现在可以将 IV 或更好地称为 nonce 和 cyprto 盒子发送给 Alice。如果 Alice 现在想阅读该消息，她可以使用她的私钥和 Bobs 的公钥来阅读。

$kp = sodium_crypto_box_keypair_from_secretkey_and_publickey(
    sodium_crypto_box_secretkey($alice->keypair),
    sodium_crypto_box_publickey($bob->keypair) # Decrypt with Bobs public key
);

echo base64_decode(sodium_crypto_box_open($cbox, $nonce, $kp));

我built a container 使用 LibSodium 使加密和签名消息更容易。我希望这有助于理解这个概念以及如何使用加密和存储 base64* 后者。

【讨论】：