使用crypto-js对文件进行AES加密和解密

Question

我目前有这样的需求，但是无法解密加密文件，生成的文件总是损坏无法打开，不知道问题出在哪里。下面贴出的代码是我在VUE中使用的代码。

Encode() {
           let CryptoJS = require("crypto-js");
            this.file_mime = this.file.type;
            this.file_name = this.file.name;
            let reader = new FileReader();
            reader.onload = () => {
                let key = "1234567887654321";
                // let wordArray = CryptoJS.lib.WordArray.create(reader.result);
                // let plaintext = CryptoJS.enc.Hex.stringify(wordArray);
                let encrypted = CryptoJS.AES.encrypt(reader.result, key).toString();

                this.file2 = new Blob([encrypted], {
                    type: this.file_mime
                });
                const a = document.createElement("a");
                const url = window.URL.createObjectURL(this.file2);
                const filename = this.file_name;
                a.href = url;
                a.download = filename;
                a.click();
                window.URL.revokeObjectURL(url);
            };
            reader.readAsBinaryString(this.file);
        }

Decode() {
            let CryptoJS = require("crypto-js");
            let reader = new FileReader();
            reader.onload = () => {
                let key = "1234567887654321";
                let decrypted = CryptoJS.AES.decrypt(reader.result, key).toString(CryptoJS.enc.Utf8)
                this.file2 = new Blob([decrypted], {type: this.file_mime});
                const a = document.createElement("a");
                const url = window.URL.createObjectURL(this.file2);
                const filename = this.file_name;
                a.href = url;
                a.download = filename;
                a.click();
                window.URL.revokeObjectURL(url);
            };
            reader.readAsBinaryString(this.file);
        }

Answer 1

在 JavaScript 中，数组有几种类型：Array、ArrayBuffer 和 typed arrays。 CryptoJS 也使用WordArray。您必须正确地在这些类型之间进行转换。

对于加密，FileReader.readAsBinaryString 应替换为FileReader.readAsArrayBuffer，它将文件中的二进制数据作为ArrayBuffer 返回。在加密方法中，ArrayBuffer 可以转换为WordArray，CryptoJS.AES.encrypt 可以直接对其进行处理。 CryptoJS.AES.encrypt 将密文作为CipherParams 对象（here）返回，它与toString() 一起转换为OpenSSL 格式的Base64 编码字符串。此字符串可用于直接创建 blob。

注意：由于密钥在CryptoJS.AES.encrypt 中作为字符串传递，因此它被解释为密码短语，并应用 OpenSSL 使用的相同算法生成随机的 8 字节盐，从该算法中，与密码短语一起，密钥和IV 生成。密文前面是一个 16 字节的块，由Salted__ 的 ASCII 编码组成，然后是 8 字节的盐，整个东西都是 Base64 编码的。因此，在这种 OpenSSL 格式中，Base64 编码数据以U2FsdGVkX1、here 和here 开头。

加密方式的变化：

function encrypt(input) {
    var file = input.files[0];
    var reader = new FileReader();
    reader.onload = () => {
        var key = "1234567887654321";
        var wordArray = CryptoJS.lib.WordArray.create(reader.result);           // Convert: ArrayBuffer -> WordArray
        var encrypted = CryptoJS.AES.encrypt(wordArray, key).toString();        // Encryption: I: WordArray -> O: -> Base64 encoded string (OpenSSL-format)

        var fileEnc = new Blob([encrypted]);                                    // Create blob from string

        var a = document.createElement("a");
        var url = window.URL.createObjectURL(fileEnc);
        var filename = file.name + ".enc";
        a.href = url;
        a.download = filename;
        a.click();
        window.URL.revokeObjectURL(url);
    };
    reader.readAsArrayBuffer(file);
}

注意：由于加密后的数据是Base64编码的，而Base64编码有overhead of 33%，因此加密后的数据相对于未加密的数据更大。

对于解密，FileReader.readAsBinaryString 应替换为FileReader.readAsText，因为加密数据存储为 Base64 编码字符串（OpenSSL 格式），可以直接传递给CryptoJS.AES.decrypt。该字符串被隐式转换为CipherParams 对象（here，或者，可以显式传递CipherParams 对象）。 CryptoJS.AES.decrypt 将解密后的数据返回为WordArray，因此需要转换为类型化数组或ArrayBuffer 来创建blob。为此，可以使用以下函数：

function convertWordArrayToUint8Array(wordArray) {
    var arrayOfWords = wordArray.hasOwnProperty("words") ? wordArray.words : [];
    var length = wordArray.hasOwnProperty("sigBytes") ? wordArray.sigBytes : arrayOfWords.length * 4;
    var uInt8Array = new Uint8Array(length), index=0, word, i;
    for (i=0; i<length; i++) {
        word = arrayOfWords[i];
        uInt8Array[index++] = word >> 24;
        uInt8Array[index++] = (word >> 16) & 0xff;
        uInt8Array[index++] = (word >> 8) & 0xff;
        uInt8Array[index++] = word & 0xff;
    }
    return uInt8Array;
}

注意：将WordArray 转换为 Utf8 字符串（如发布的代码中所示）是不可能的，并且通常会损坏数据，因为二进制数据（例如来自 pdf）包含通常不包含的任意字节序列对应 Utf8 编码（因为二进制数据不包含可打印字符），here。

解密方式的变化：

function decrypt(input) {
    var file = input.files[0];
    var reader = new FileReader();
    reader.onload = () => {
        var key = "1234567887654321";  

        var decrypted = CryptoJS.AES.decrypt(reader.result, key);               // Decryption: I: Base64 encoded string (OpenSSL-format) -> O: WordArray
        var typedArray = convertWordArrayToUint8Array(decrypted);               // Convert: WordArray -> typed array

        var fileDec = new Blob([typedArray]);                                   // Create blob from typed array

        var a = document.createElement("a");
        var url = window.URL.createObjectURL(fileDec);
        var filename = file.name.substr(0, file.name.length - 4) + ".dec";
        a.href = url;
        a.download = filename;
        a.click();
        window.URL.revokeObjectURL(url);
    };
    reader.readAsText(file);
}