openssl 和 PyCrypto 的 AES_128_CTR 加密

Question

想知道通过 openssl 将 AES_128_CTR 加密转换为 PyCrypto 的正确方法。

首先，我通过 openssl 进行了如下加密：

openssl enc -aes-128-ctr -in input.mp4 -out output.openssl.mp4 -K 7842f0a1ebc38f44e3e0c81943f68582 -iv d01f40dfc8ec8cd9

然后，我尝试通过 PyCrypto 做同样的事情：

from Crypto.Cipher import AES
from Crypto.Util import Counter
key = '7842f0a1ebc38f44e3e0c81943f68582'
iv = 'd01f40dfc8ec8cd9'

ctr_e = Counter.new(128, initial_value=int(iv, 16))
encryptor = AES.new(key.decode('hex'), AES.MODE_CTR, counter=ctr_e)

with open('output.pycrypto.mp4', 'wb') as fout:
    with open('input.mp4', 'rb') as fin:
        fout.write(encryptor.encrypt(fin.read()))

我认为它们应该是相似的，但事实并非如此：

diff output.openssl.mp4 output.pycrypto.mp4
Binary files output.openssl.mp4 and output.pycrypto.mp4 differ

Answer 1

OpenSSL 的行为符合预期（幸运的是，命令行缺少有关这一事实的文档）并将给定的 IV 用作大端计数器的最左边字节。换句话说，给出的字节是 16 字节计数器的最重要部分。问题中的代码使用 IV 作为初始计数器值，即它被解释为计数器的 最低有效部分。

现在我花了一些时间来修复 Python 代码，因为我必须解决 Counter 类的两个问题：

• 如果使用 8 字节的前缀，计数器的大小应该是 64 位而不是 128 位；这是一个设计功能，但如果为计数器保留的位数很少，可能会导致溢出（虽然当前设置为 64 位也可以）
• 默认初始计数器值设置为 1，而 CTR 模式始终从 0 开始计数；这可能是 Counter 设计中的一个错误

那么，废话不多说：

from Crypto.Cipher import AES
from Crypto.Util import Counter

key = '7842f0a1ebc38f44e3e0c81943f68582'.decode('hex')
iv = 'd01f40dfc8ec8cd9'.decode('hex')

ctr_e = Counter.new(64, prefix=iv, initial_value=0)
encryptor = AES.new(key, AES.MODE_CTR, counter=ctr_e)

with open('output.pycrypto.mp4', 'wb') as fout:
    with open('input.mp4', 'rb') as fin:
        fout.write(encryptor.encrypt(fin.read()))