.NETクラスを使用したOpenSSL暗号化

Question

OpenSSLと互換性のある.NETライブラリを使用するクラスを作成しようとしています。 OpenSSL.Netラッパーがあることは承知していますが、サードパーティの管理されていないコードを参照することは避けたいと思います。これが正しい選択であるかどうかについての議論を探しているわけではありませんが、それには理由があります。

現在、OpenSSLと互換性があるはずの次のものがあります。これは、OpenSSLのドキュメントからOpenSSLが実行すると信じていることを効果的に実行します。ただし、このクラスを使用して暗号化と復号化の両方を実行した場合でも、次のエラーが発生します。

[CryptographicException] Padding is invalid and cannot be removed.

コードをステップスルーし、暗号化と復号化のプロセス中にsalt\key\ivがすべて同じであることを確認しました。

暗号化復号化を行うためのサンプルクラスと呼び出しについては、以下を参照してください。任意のアイデアやポインタを歓迎します。

public class Protection
    {
        public string OpenSSLEncrypt(string plainText, string passphrase)
        {
            // generate salt
            byte[] key, iv;
            byte[] salt = new byte[8];
            RNGCryptoServiceProvider rng = new RNGCryptoServiceProvider();
            rng.GetNonZeroBytes(salt);
            DeriveKeyAndIV(passphrase, salt, out key, out iv);
            // encrypt bytes
            byte[] encryptedBytes = EncryptStringToBytesAes(plainText, key, iv);
            // add salt as first 8 bytes
            byte[] encryptedBytesWithSalt = new byte[salt.Length + encryptedBytes.Length];
            Buffer.BlockCopy(salt, 0, encryptedBytesWithSalt, 0, salt.Length);
            Buffer.BlockCopy(encryptedBytes, 0, encryptedBytesWithSalt, salt.Length, encryptedBytes.Length);
            // base64 encode
            return Convert.ToBase64String(encryptedBytesWithSalt);
        }

        public string OpenSSLDecrypt(string encrypted, string passphrase)
        {
            // base 64 decode
            byte[] encryptedBytesWithSalt = Convert.FromBase64String(encrypted);
            // extract salt (first 8 bytes of encrypted)
            byte[] salt = new byte[8];
            byte[] encryptedBytes = new byte[encryptedBytesWithSalt.Length - salt.Length];
            Buffer.BlockCopy(encryptedBytesWithSalt, 0, salt, 0, salt.Length);
            Buffer.BlockCopy(encryptedBytesWithSalt, salt.Length, encryptedBytes, 0, encryptedBytes.Length);
            // get key and iv
            byte[] key, iv;
            DeriveKeyAndIV(passphrase, salt, out key, out iv);
            return DecryptStringFromBytesAes(encryptedBytes, key, iv);
        }

        private static void DeriveKeyAndIV(string passphrase, byte[] salt, out byte[] key, out byte[] iv)
        {
            // generate key and iv
            List<byte> concatenatedHashes = new List<byte>(48);

            byte[] password = Encoding.UTF8.GetBytes(passphrase);
            byte[] currentHash = new byte[0];
            MD5 md5 = MD5.Create();
            bool enoughBytesForKey = false;
            // See http://www.openssl.org/docs/crypto/EVP_BytesToKey.html#KEY_DERIVATION_ALGORITHM
            while (!enoughBytesForKey)
            {
                int preHashLength = currentHash.Length + password.Length + salt.Length;
                byte[] preHash = new byte[preHashLength];

                Buffer.BlockCopy(currentHash, 0, preHash, 0, currentHash.Length);
                Buffer.BlockCopy(password, 0, preHash, currentHash.Length, password.Length);
                Buffer.BlockCopy(salt, 0, preHash, currentHash.Length + password.Length, salt.Length);

                currentHash = md5.ComputeHash(preHash);
                concatenatedHashes.AddRange(currentHash);

                if (concatenatedHashes.Count >= 48)
                    enoughBytesForKey = true;
            }

            key = new byte[32];
            iv = new byte[16];
            concatenatedHashes.CopyTo(0, key, 0, 32);
            concatenatedHashes.CopyTo(32, iv, 0, 16);

            md5.Clear();
            md5 = null;
        }

        static byte[] EncryptStringToBytesAes(string plainText, byte[] key, byte[] iv)
        {
            // Check arguments.
            if (plainText == null || plainText.Length <= 0)
                throw new ArgumentNullException("plainText");
            if (key == null || key.Length <= 0)
                throw new ArgumentNullException("key");
            if (iv == null || iv.Length <= 0)
                throw new ArgumentNullException("iv");

            // Declare the stream used to encrypt to an in memory
            // array of bytes.
            MemoryStream msEncrypt;

            // Declare the RijndaelManaged object
            // used to encrypt the data.
            RijndaelManaged aesAlg = null;

            try
            {
                // Create a RijndaelManaged object
                // with the specified key and IV.
                aesAlg = new RijndaelManaged { Key = key, IV = iv, Mode = CipherMode.CBC, KeySize = 256, BlockSize = 256 };


                // Create an encryptor to perform the stream transform.
                ICryptoTransform encryptor = aesAlg.CreateEncryptor(aesAlg.Key, aesAlg.IV);

                // Create the streams used for encryption.
                msEncrypt = new MemoryStream();
                using (CryptoStream csEncrypt = new CryptoStream(msEncrypt, encryptor, CryptoStreamMode.Write))
                {
                    using (StreamWriter swEncrypt = new StreamWriter(csEncrypt))
                    {

                        //Write all data to the stream.
                        swEncrypt.Write(plainText);
                        swEncrypt.Flush();
                        swEncrypt.Close();
                    }
                }
            }
            finally
            {
                // Clear the RijndaelManaged object.
                if (aesAlg != null)
                    aesAlg.Clear();
            }

            // Return the encrypted bytes from the memory stream.
            return msEncrypt.ToArray();
        }

        static string DecryptStringFromBytesAes(byte[] cipherText, byte[] key, byte[] iv)
        {
            // Check arguments.
            if (cipherText == null || cipherText.Length <= 0)
                throw new ArgumentNullException("cipherText");
            if (key == null || key.Length <= 0)
                throw new ArgumentNullException("key");
            if (iv == null || iv.Length <= 0)
                throw new ArgumentNullException("iv");

            // Declare the RijndaelManaged object
            // used to decrypt the data.
            RijndaelManaged aesAlg = null;

            // Declare the string used to hold
            // the decrypted text.
            string plaintext;

            try
            {
                // Create a RijndaelManaged object
                // with the specified key and IV.
                aesAlg = new RijndaelManaged { Key = key, IV = iv, Mode = CipherMode.CBC, KeySize = 256, BlockSize = 256};

                // Create a decrytor to perform the stream transform.
                ICryptoTransform decryptor = aesAlg.CreateDecryptor(aesAlg.Key, aesAlg.IV);
                // Create the streams used for decryption.
                using (MemoryStream msDecrypt = new MemoryStream(cipherText))
                {
                    using (CryptoStream csDecrypt = new CryptoStream(msDecrypt, decryptor, CryptoStreamMode.Read))
                    {
                        using (StreamReader srDecrypt = new StreamReader(csDecrypt))
                        {
                            // Read the decrypted bytes from the decrypting stream
                            // and place them in a string.
                            plaintext = srDecrypt.ReadToEnd();
                            srDecrypt.Close();
                        }
                    }
                }
            }
            finally
            {
                // Clear the RijndaelManaged object.
                if (aesAlg != null)
                    aesAlg.Clear();
            }

            return plaintext;
        }
    }

次に、これを呼び出してテストします。

Protection protection = new Protection();
const string passphrase = "<passphrase>";
string encrypted = protection.OpenSSLEncrypt(jobid, passphrase);
string decrypted = protection.OpenSSLDecrypt(encrypted, passphrase);

Answer 1

ついにこれを理解した。誰かがopensslラッパーを使用せずにopensslと.NETを統合する必要がある場合は、ここで結果を共有します。

1）私の元のコードの主な問題（質問のように）は、キーまたはIVを設定する前に、RijndaelManagedインスタンスでBlockSizeとKeySizeを初期化する必要があることです。

2）128にする必要があるときにBlockSizeを256に設定しました

3）私の問題の残りの部分は、opensslが、暗号化された文字列を追加してからbase64でエンコードする前に、saltの前に「Salted__」を配置して期待するという事実にありました。 （これは、ファイルの暗号化に関してopensslのドキュメントで最初に見ましたが、コマンドラインから直接実行した場合はそうは思わなかった-どうやら私は間違っていたようです!! SaltedのSの大文字も注意してください！）

それをすべて念頭に置いて、これが私の「修正された」コードです。

public class Protection
    {
        public string OpenSSLEncrypt(string plainText, string passphrase)
        {
            // generate salt
            byte[] key, iv;
            byte[] salt = new byte[8];
            RNGCryptoServiceProvider rng = new RNGCryptoServiceProvider();
            rng.GetNonZeroBytes(salt);
            DeriveKeyAndIV(passphrase, salt, out key, out iv);
            // encrypt bytes
            byte[] encryptedBytes = EncryptStringToBytesAes(plainText, key, iv);
            // add salt as first 8 bytes
            byte[] encryptedBytesWithSalt = new byte[salt.Length + encryptedBytes.Length + 8];
            Buffer.BlockCopy(Encoding.ASCII.GetBytes("Salted__"), 0, encryptedBytesWithSalt, 0, 8);
            Buffer.BlockCopy(salt, 0, encryptedBytesWithSalt, 8, salt.Length);
            Buffer.BlockCopy(encryptedBytes, 0, encryptedBytesWithSalt, salt.Length + 8, encryptedBytes.Length);
            // base64 encode
            return Convert.ToBase64String(encryptedBytesWithSalt);
        }

        public string OpenSSLDecrypt(string encrypted, string passphrase)
        {
            // base 64 decode
            byte[] encryptedBytesWithSalt = Convert.FromBase64String(encrypted);
            // extract salt (first 8 bytes of encrypted)
            byte[] salt = new byte[8];
            byte[] encryptedBytes = new byte[encryptedBytesWithSalt.Length - salt.Length - 8];
            Buffer.BlockCopy(encryptedBytesWithSalt, 8, salt, 0, salt.Length);
            Buffer.BlockCopy(encryptedBytesWithSalt, salt.Length + 8, encryptedBytes, 0, encryptedBytes.Length);
            // get key and iv
            byte[] key, iv;
            DeriveKeyAndIV(passphrase, salt, out key, out iv);
            return DecryptStringFromBytesAes(encryptedBytes, key, iv);
        }

        private static void DeriveKeyAndIV(string passphrase, byte[] salt, out byte[] key, out byte[] iv)
        {
            // generate key and iv
            List<byte> concatenatedHashes = new List<byte>(48);

            byte[] password = Encoding.UTF8.GetBytes(passphrase);
            byte[] currentHash = new byte[0];
            MD5 md5 = MD5.Create();
            bool enoughBytesForKey = false;
            // See http://www.openssl.org/docs/crypto/EVP_BytesToKey.html#KEY_DERIVATION_ALGORITHM
            while (!enoughBytesForKey)
            {
                int preHashLength = currentHash.Length + password.Length + salt.Length;
                byte[] preHash = new byte[preHashLength];

                Buffer.BlockCopy(currentHash, 0, preHash, 0, currentHash.Length);
                Buffer.BlockCopy(password, 0, preHash, currentHash.Length, password.Length);
                Buffer.BlockCopy(salt, 0, preHash, currentHash.Length + password.Length, salt.Length);

                currentHash = md5.ComputeHash(preHash);
                concatenatedHashes.AddRange(currentHash);

                if (concatenatedHashes.Count >= 48)
                    enoughBytesForKey = true;
            }

            key = new byte[32];
            iv = new byte[16];
            concatenatedHashes.CopyTo(0, key, 0, 32);
            concatenatedHashes.CopyTo(32, iv, 0, 16);

            md5.Clear();
            md5 = null;
        }

        static byte[] EncryptStringToBytesAes(string plainText, byte[] key, byte[] iv)
        {
            // Check arguments.
            if (plainText == null || plainText.Length <= 0)
                throw new ArgumentNullException("plainText");
            if (key == null || key.Length <= 0)
                throw new ArgumentNullException("key");
            if (iv == null || iv.Length <= 0)
                throw new ArgumentNullException("iv");

            // Declare the stream used to encrypt to an in memory
            // array of bytes.
            MemoryStream msEncrypt;

            // Declare the RijndaelManaged object
            // used to encrypt the data.
            RijndaelManaged aesAlg = null;

            try
            {
                // Create a RijndaelManaged object
                // with the specified key and IV.
                aesAlg = new RijndaelManaged { Mode = CipherMode.CBC, KeySize = 256, BlockSize = 128, Key = key, IV = iv };

                // Create an encryptor to perform the stream transform.
                ICryptoTransform encryptor = aesAlg.CreateEncryptor(aesAlg.Key, aesAlg.IV);

                // Create the streams used for encryption.
                msEncrypt = new MemoryStream();
                using (CryptoStream csEncrypt = new CryptoStream(msEncrypt, encryptor, CryptoStreamMode.Write))
                {
                    using (StreamWriter swEncrypt = new StreamWriter(csEncrypt))
                    {

                        //Write all data to the stream.
                        swEncrypt.Write(plainText);
                        swEncrypt.Flush();
                        swEncrypt.Close();
                    }
                }
            }
            finally
            {
                // Clear the RijndaelManaged object.
                if (aesAlg != null)
                    aesAlg.Clear();
            }

            // Return the encrypted bytes from the memory stream.
            return msEncrypt.ToArray();
        }

        static string DecryptStringFromBytesAes(byte[] cipherText, byte[] key, byte[] iv)
        {
            // Check arguments.
            if (cipherText == null || cipherText.Length <= 0)
                throw new ArgumentNullException("cipherText");
            if (key == null || key.Length <= 0)
                throw new ArgumentNullException("key");
            if (iv == null || iv.Length <= 0)
                throw new ArgumentNullException("iv");

            // Declare the RijndaelManaged object
            // used to decrypt the data.
            RijndaelManaged aesAlg = null;

            // Declare the string used to hold
            // the decrypted text.
            string plaintext;

            try
            {
                // Create a RijndaelManaged object
                // with the specified key and IV.
                aesAlg = new RijndaelManaged {Mode = CipherMode.CBC, KeySize = 256, BlockSize = 128, Key = key, IV = iv};

                // Create a decrytor to perform the stream transform.
                ICryptoTransform decryptor = aesAlg.CreateDecryptor(aesAlg.Key, aesAlg.IV);
                // Create the streams used for decryption.
                using (MemoryStream msDecrypt = new MemoryStream(cipherText))
                {
                    using (CryptoStream csDecrypt = new CryptoStream(msDecrypt, decryptor, CryptoStreamMode.Read))
                    {
                        using (StreamReader srDecrypt = new StreamReader(csDecrypt))
                        {
                            // Read the decrypted bytes from the decrypting stream
                            // and place them in a string.
                            plaintext = srDecrypt.ReadToEnd();
                            srDecrypt.Close();
                        }
                    }
                }
            }
            finally
            {
                // Clear the RijndaelManaged object.
                if (aesAlg != null)
                    aesAlg.Clear();
            }

            return plaintext;
        }
    }

Answer 2

この最新のコードに問題があり、OpenSSLDecryptでエラーが発生することを恐れています。

パディングは無効であり、削除できません。

説明：現在のWebリクエストの実行中に未処理の例外が発生しました。 >エラーの詳細とコードの発生場所については、スタックトレースを確認してください。

例外の詳細：System.Security.Cryptography.CryptographicException：パディングが無効であり、削除できません。

これは、このコードの最も近い部分で発生します。

using（CryptoStream csDecrypt = new CryptoStream（msDecrypt、decryptor、CryptoStreamMode.Read）） "in'static string DecryptStringFromBytesAes（byte [] cipherText、byte [] key、byte [] iv）

あるコンピューターからテキストのブロブを暗号化してから、別のコンピューターに保存および復号化するために送信するのがこれほど難しいとは思いもしませんでした。