使用 FileSource 和 FileSink 将 AES IV 写入文件答案

【问题标题】：AES IV into file with FileSource and FileSink使用 FileSource 和 FileSink 将 AES IV 写入文件
【发布时间】：2020-09-04 09:35:48
【问题描述】：

我需要用 crypto++ 加密大文件（多 GB）。我设法在帮助我创建以下 2 个功能的文档中找到了一个示例：

bool AESEncryptFile(const std::string& clearfile, const std::string& encfile, const std::string& key) {
    
    try {
        byte iv[CryptoPP::AES::BLOCKSIZE] = {};
        CryptoPP::CBC_Mode<CryptoPP::AES>::Encryption encryptor;
        encryptor.SetKeyWithIV((unsigned char*)key.c_str(), CryptoPP::AES::DEFAULT_KEYLENGTH, iv);

        CryptoPP::StreamTransformationFilter filter(encryptor);

        CryptoPP::FileSource source(clearfile.c_str(), false);
        CryptoPP::FileSink sink(encfile.c_str());

        source.Attach(new CryptoPP::Redirector(filter));
        filter.Attach(new CryptoPP::Redirector(sink));

        const CryptoPP::word64 BLOCK_SIZE = 4096;
        CryptoPP::word64 processed = 0;

        while (!EndOfFile(source) && !source.SourceExhausted()) {
            source.Pump(BLOCK_SIZE);
            filter.Flush(false);
            processed += BLOCK_SIZE;
        }

        filter.MessageEnd();
        return true;
    } catch (const CryptoPP::Exception& ex) {
        return false;
    }
    
}

bool AESDecryptFile(const std::string& encfile, const std::string& clearfile, const std::string& key) {
    
    try {
        byte iv[CryptoPP::AES::BLOCKSIZE] = {};
        CryptoPP::CBC_Mode<CryptoPP::AES>::Decryption decryptor;
        decryptor.SetKeyWithIV((unsigned char*)key.c_str(), CryptoPP::AES::DEFAULT_KEYLENGTH, iv);

        CryptoPP::StreamTransformationFilter filter(decryptor);

        CryptoPP::FileSource source(encfile.c_str(), false);
        CryptoPP::FileSink sink(clearfile.c_str());

        source.Attach(new CryptoPP::Redirector(filter));
        filter.Attach(new CryptoPP::Redirector(sink));

        const CryptoPP::word64 BLOCK_SIZE = 4096;
        CryptoPP::word64 processed = 0;

        while (!EndOfFile(source) && !source.SourceExhausted()) {
            source.Pump(BLOCK_SIZE);
            filter.Flush(false);
            processed += BLOCK_SIZE;
        }
.
        filter.MessageEnd();
        return true;
    } catch (const CryptoPP::Exception& ex) {
        return false;
    }
}

这很好用。在 8 GB 文件上，我使用的内存非常少。但正如您所看到的，IV 是（现在为空）硬编码的，我想：

加密时，放在文件末尾。
解密时：从文件中获取 IV 以初始化解密器。

有没有办法用 crypto++ 做到这一点，或者我应该在编码/解密过程之后/之前手动处理它？

【问题讨论】：

次要问题，但是为什么要将IV放在“文件末尾”而不是开头？您必须在开始加密之前知道它，并且在解密之前需要它。因此，把它放在最后意味着你需要在文件上至少再做一个seek（可能是两个）才能在解密之前提取它。
我并没有真正考虑过。在文件末尾而不是在开头添加数据似乎更容易。但不管对我来说什么都行 :)
把这些细节放在文件的开头是很常见的。例如github.com/fernet/spec/blob/master/Spec.md#token-format 描述了一种简单/简短/可读的格式，显示了事物的结构。我不知道CryptoPP，所以无法直接提供帮助，但这种灵活性可能对其他人有所帮助。我还考虑使用一些身份验证（如 fernet）来确保数据没有被破坏/篡改。
我认为你可以写filter.MessageEnd(0);，意思是消息结尾不会被传播。然后你可以将IV写入sink，当然之后再关闭它。

标签： c++ cryptography aes crypto++

【解决方案1】：

感谢所有不同的 cmets，这是我设法做到的。正如@Sam Mason 所建议的那样，我将 iv 放在文件的开头：

所以在开始加密之前，我将 iv 放在文件的开头：

CryptoPP::ArraySource(iv, sizeof(iv), true,
    new CryptoPP::Redirector(sink)
);
// Encrypt

然后在解密时我会像这样取回 IV：

unsigned char iv[CryptoPP::AES::BLOCKSIZE];
CryptoPP::ArraySink ivSink(iv, sizeof(iv));
source.Attach(new CryptoPP::Redirector(ivSink));
source.Pump(CryptoPP::AES::BLOCKSIZE);
// Decrypt

未来读者注意：不要在我的 OP 中使用类似 show 的空 IV，而是随机生成一个，例如：

CryptoPP::AutoSeededRandomPool prng;
unsigned char iv[CryptoPP::AES::BLOCKSIZE];
prng.GenerateBlock(iv, sizeof(iv));

【讨论】：