.NET Core (C#) 中的 AES-256-CBC

Question

我正在搜索 C# 代码以重现以下 openssl 命令。

openssl enc -d -aes-256-cbc -in my_encrypted_file.csv.enc -out my_decrypted_file.csv -pass file:key.bin

附加信息：

• 以字节[]形式存在的加密文件
• key.bin 是一个长度为 256 的 byte[]（密钥是通过对另一个文件进行更简单的解密获得的，我设法在 C# 中实现）。

我一直在尝试通过搜索网络找到的各种示例。 问题是，所有这些示例都需要一个 IV（初始化向量）。不幸的是，我没有 IV，团队中没有人知道这是什么或如何定义它。 openssl 命令似乎不需要，所以我对此有点困惑。

目前，我正在尝试的代码如下所示：

public static string DecryptAesCbc(byte[] cipheredData, byte[] key)
{
    string decrypted;

    System.Security.Cryptography.Aes aes = System.Security.Cryptography.Aes.Create();
    aes.KeySize = 256;
    aes.Key = key;
    byte[] iv = new byte[aes.BlockSize / 8];
    aes.IV = iv;
    aes.Mode = CipherMode.CBC;

    ICryptoTransform decipher = aes.CreateDecryptor(aes.Key, aes.IV);

    using (MemoryStream ms = new MemoryStream(cipheredData))
    {
        using (CryptoStream cs = new CryptoStream(ms, decipher, CryptoStreamMode.Read))
        {
            using (StreamReader sr = new StreamReader(cs))
            {
                decrypted = sr.ReadToEnd();
            }
        }
        
        return decrypted;
    }
}

代码无法说明我的 byte[256] 密钥对于这种算法的长度错误。

感谢您对此的任何帮助！

干杯，迈克

Answer 1

发布的 OpenSSL 语句使用 -pass file: 选项，因此使用了密码（从文件中读取），请参阅 openssl enc。这会导致加密过程首先生成一个 随机 8 字节的 salt，然后与密码一起使用（不是很安全的）专有 OpenSSL 函数EVP_BytesToKey 导出一个 32 字节的密钥和 16 字节的 IV .此函数使用多个参数，例如摘要和迭代计数。密钥派生的默认摘要为 MD5，迭代次数为 1。请注意，OpenSSL 版本 1.1.0 及更高版本使用 SHA256 作为默认摘要，即取决于 OpenSSL 版本用于生成密文，必须使用适当的摘要进行解密。密文前面是一个块，其前 8 个字节是Salted__ 的 ASCII 编码，后面是 8 个字节的盐。

因此，解密首先要确定salt。基于盐，必须与密码短语、密钥和 IV 一起导出，然后才能解密其余的加密数据。因此，首先需要在 C# 中实现 EVP_BytesToKey，例如here。那么一个可能的实现可能是（使用 MD5 作为摘要）：

public static string DecryptAesCbc(byte[] cipheredData, string passphrase)
{
    string decrypted = null;

    using (MemoryStream ms = new MemoryStream(cipheredData))
    {
        // Get salt
        byte[] salt = new byte[8];
        ms.Seek(8, SeekOrigin.Begin);
        ms.Read(salt, 0, 8);

        // Derive key and IV
        OpenSslCompat.OpenSslCompatDeriveBytes db = new OpenSslCompat.OpenSslCompatDeriveBytes(passphrase, salt, "MD5", 1);
        byte[] key = db.GetBytes(32);
        byte[] iv = db.GetBytes(16);

        using (Aes aes = Aes.Create())
        {
            aes.Padding = PaddingMode.PKCS7;
            aes.Mode = CipherMode.CBC;
            aes.Key = key;
            aes.IV = iv;

            // Decrypt
            ICryptoTransform decipher = aes.CreateDecryptor(aes.Key, aes.IV);
            using (CryptoStream cs = new CryptoStream(ms, decipher, CryptoStreamMode.Read))
            {
                using (StreamReader sr = new StreamReader(cs, Encoding.UTF8))
                {
                    decrypted = sr.ReadToEnd();
                }
            }
        }
    }

    return decrypted;
}

注意DecryptAesCbc 的第二个参数是密码（string）而不是密钥（byte[]）。另请注意，StreamReader 使用编码（默认为 UTF-8），这需要兼容的数据（即文本数据，但对于csv 文件应该满足此要求）。否则（即对于二进制数据而不是文本数据）StreamReader 不得使用。