Шифрование и расшифровка с помощью PyCrypto AES 256

Я пытаюсь построить две функции с помощью PyCrypto, которые принимают два параметра: сообщение и ключ, а затем шифруют/расшифровывают сообщение.

Я нашел несколько ссылок в интернете, чтобы помочь мне, но каждый из них имеет недостатки:

этот в codekoala использует ОС.urandom, который обескуражен PyCrypto.

кроме того, ключ, который я даю функции, не гарантированно имеет точную ожидаемую длину. Что я могу сделать, чтобы сделать это случилось ?

кроме того, есть несколько режимов, которые рекомендуется? Я не знаю, что использовать :/

наконец, что такое IV? Могу ли я предоставить другой IV для шифрования и дешифрования, или это вернется в другом результате?

вот что я сделал до сих пор:

from Crypto import Random
from Crypto.Cipher import AES
import base64

BLOCK_SIZE=32

def encrypt(message, passphrase):
    # passphrase MUST be 16, 24 or 32 bytes long, how can I do that ?
    IV = Random.new().read(BLOCK_SIZE)
    aes = AES.new(passphrase, AES.MODE_CFB, IV)
    return base64.b64encode(aes.encrypt(message))

def decrypt(encrypted, passphrase):
    IV = Random.new().read(BLOCK_SIZE)
    aes = AES.new(passphrase, AES.MODE_CFB, IV)
    return aes.decrypt(base64.b64decode(encrypted))
9 129
python padding encryption pycrypto initialization-vector

9 ответов:

вот моя реализация и работает для меня с некоторыми исправлениями и улучшает выравнивание ключа и секретной фразы с 32 байтами и iv до 16 байтов:

import base64
import hashlib
from Crypto import Random
from Crypto.Cipher import AES

class AESCipher(object):

    def __init__(self, key): 
        self.bs = 32
        self.key = hashlib.sha256(key.encode()).digest()

    def encrypt(self, raw):
        raw = self._pad(raw)
        iv = Random.new().read(AES.block_size)
        cipher = AES.new(self.key, AES.MODE_CBC, iv)
        return base64.b64encode(iv + cipher.encrypt(raw))

    def decrypt(self, enc):
        enc = base64.b64decode(enc)
        iv = enc[:AES.block_size]
        cipher = AES.new(self.key, AES.MODE_CBC, iv)
        return self._unpad(cipher.decrypt(enc[AES.block_size:])).decode('utf-8')

    def _pad(self, s):
        return s + (self.bs - len(s) % self.bs) * chr(self.bs - len(s) % self.bs)

    @staticmethod
    def _unpad(s):
        return s[:-ord(s[len(s)-1:])]
100

вам могут понадобиться следующие две функции для pad(когда шифрование) и unpad (когда расшифровка), когда длина ввода не кратна BLOCK_SIZE.

BS = 16
pad = lambda s: s + (BS - len(s) % BS) * chr(BS - len(s) % BS) 
unpad = lambda s : s[:-ord(s[len(s)-1:])]

Итак, вы спрашиваете длину ключа? Вы можете использовать md5sum ключа, а не использовать его напрямую.

более того, согласно моему небольшому опыту использования PyCrypto, IV используется для смешивания вывода шифрования при одинаковом вводе, поэтому IV выбирается как случайная строка и использует ее как часть выхода шифрования, а затем использовать его для расшифровки сообщения.

и вот моя реализация, надеюсь, что это будет полезно для вас:

import base64
from Crypto.Cipher import AES
from Crypto import Random

class AESCipher:
    def __init__( self, key ):
        self.key = key

    def encrypt( self, raw ):
        raw = pad(raw)
        iv = Random.new().read( AES.block_size )
        cipher = AES.new( self.key, AES.MODE_CBC, iv )
        return base64.b64encode( iv + cipher.encrypt( raw ) ) 

    def decrypt( self, enc ):
        enc = base64.b64decode(enc)
        iv = enc[:16]
        cipher = AES.new(self.key, AES.MODE_CBC, iv )
        return unpad(cipher.decrypt( enc[16:] ))
136

вы можете получить пароль из произвольного пароля с помощью криптографической хэш-функции (не в Python строение hash) как SHA-1 или SHA-256. Python включает поддержку обоих в своей стандартной библиотеке:

import hashlib

hashlib.sha1("this is my awesome password").digest() # => a 20 byte string
hashlib.sha256("another awesome password").digest() # => a 32 byte string

вы можете усечь криптографическое значение хэша, просто используя [:16] или [:24] и он сохранит свою безопасность до указанной длины.

6

для тех, кто хотел бы использовать urlsafe_b64encode и urlsafe_b64decode, вот версия, которая работает для меня (проведя некоторое время с проблемой unicode)

BS = 16
key = hashlib.md5(settings.SECRET_KEY).hexdigest()[:BS]
pad = lambda s: s + (BS - len(s) % BS) * chr(BS - len(s) % BS)
unpad = lambda s : s[:-ord(s[len(s)-1:])]

class AESCipher:
    def __init__(self, key):
        self.key = key

    def encrypt(self, raw):
        raw = pad(raw)
        iv = Random.new().read(AES.block_size)
        cipher = AES.new(self.key, AES.MODE_CBC, iv)
        return base64.urlsafe_b64encode(iv + cipher.encrypt(raw)) 

    def decrypt(self, enc):
        enc = base64.urlsafe_b64decode(enc.encode('utf-8'))
        iv = enc[:BS]
        cipher = AES.new(self.key, AES.MODE_CBC, iv)
        return unpad(cipher.decrypt(enc[BS:]))
6

для пользы других, вот моя реализация расшифровки, которую я получил, объединив ответы @Cyril и @Marcus. Это предполагает, что это происходит через HTTP-запрос с encryptedtext в кавычках и base64 в кодировке.

import base64
import urllib2
from Crypto.Cipher import AES


def decrypt(quotedEncodedEncrypted):
    key = 'SecretKey'

    encodedEncrypted = urllib2.unquote(quotedEncodedEncrypted)

    cipher = AES.new(key)
    decrypted = cipher.decrypt(base64.b64decode(encodedEncrypted))[:16]

    for i in range(1, len(base64.b64decode(encodedEncrypted))/16):
        cipher = AES.new(key, AES.MODE_CBC, base64.b64decode(encodedEncrypted)[(i-1)*16:i*16])
        decrypted += cipher.decrypt(base64.b64decode(encodedEncrypted)[i*16:])[:16]

    return decrypted.strip()
5

позвольте мне ответить на ваш вопрос о "режимах."AES256-это своего рода блочный шифр. Она принимает в качестве входных данных 32-байт ключ и 16-байтовая строка, называемая блок и выходами блока. Мы используем AES в режим работы для шифрования. Приведенные выше решения предлагают использовать CBC, что является одним из примеров. Другой называется CTR, и его несколько проще использовать:

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

# AES supports multiple key sizes: 16 (AES128), 24 (AES192), or 32 (AES256).
key_bytes = 32

# Takes as input a 32-byte key and an arbitrary-length plaintext and returns a
# pair (iv, ciphtertext). "iv" stands for initialization vector.
def encrypt(key, plaintext):
    assert len(key) == key_bytes

    # Choose a random, 16-byte IV.
    iv = Random.new().read(AES.block_size)

    # Convert the IV to a Python integer.
    iv_int = int(binascii.hexlify(iv), 16) 

    # Create a new Counter object with IV = iv_int.
    ctr = Counter.new(AES.block_size * 8, initial_value=iv_int)

    # Create AES-CTR cipher.
    aes = AES.new(key, AES.MODE_CTR, counter=ctr)

    # Encrypt and return IV and ciphertext.
    ciphertext = aes.encrypt(plaintext)
    return (iv, ciphertext)

# Takes as input a 32-byte key, a 16-byte IV, and a ciphertext, and outputs the
# corresponding plaintext.
def decrypt(key, iv, ciphertext):
    assert len(key) == key_bytes

    # Initialize counter for decryption. iv should be the same as the output of
    # encrypt().
    iv_int = int(iv.encode('hex'), 16) 
    ctr = Counter.new(AES.block_size * 8, initial_value=iv_int)

    # Create AES-CTR cipher.
    aes = AES.new(key, AES.MODE_CTR, counter=ctr)

    # Decrypt and return the plaintext.
    plaintext = aes.decrypt(ciphertext)
    return plaintext

(iv, ciphertext) = encrypt(key, 'hella')
print decrypt(key, iv, ciphertext)

это часто называют AES-CTR. Я бы советую соблюдать осторожность при использовании AES-CBC с PyCrypto. Причина в том, что он требует от вас указать схема, как показано на примере других приведенных решений. В общем, если ты не очень осторожно с прокладкой,здесь ударов что полностью сломать шифрование!

Теперь, важно отметить, что ключ должен быть случайная, 32-байтовая строка, пароль не достаточно. Обычно ключ генерируется следующим образом:

# Nominal way to generate a fresh key. This calls the system's random number
# generator (RNG).
key1 = Random.new().read(key_bytes)

ключ производным от пароля тоже:

# It's also possible to derive a key from a password, but it's important that
# the password have high entropy, meaning difficult to predict.
password = "This is a rather weak password."

# For added # security, we add a "salt", which increases the entropy.
#
# In this example, we use the same RNG to produce the salt that we used to
# produce key1.
salt_bytes = 8 
salt = Random.new().read(salt_bytes)

# Stands for "Password-based key derivation function 2"
key2 = PBKDF2(password, salt, key_bytes)

какие решения предлагают использовать SHA256 для получения ключа, но это обычно считается плохая криптографическая практика. Проверьте Википедия для получения дополнительной информации о режимах работы.

5

немного поздно, но я думаю, что это будет очень полезно. Никто не упоминает о схеме использования, такой как PKCS#7 padding. Вы можете использовать его вместо предыдущих функций для pad(когда шифрование) и unpad (когда расшифровка).я приведу полный исходный код.

import base64
import hashlib
from Crypto import Random
from Crypto.Cipher import AES
import pkcs7
class Encryption:

    def __init__(self):
        pass

    def Encrypt(self, PlainText, SecurePassword):
        pw_encode = SecurePassword.encode('utf-8')
        text_encode = PlainText.encode('utf-8')

        key = hashlib.sha256(pw_encode).digest()
        iv = Random.new().read(AES.block_size)

        cipher = AES.new(key, AES.MODE_CBC, iv)
        pad_text = pkcs7.encode(text_encode)
        msg = iv + cipher.encrypt(pad_text)

        EncodeMsg = base64.b64encode(msg)
        return EncodeMsg

    def Decrypt(self, Encrypted, SecurePassword):
        decodbase64 = base64.b64decode(Encrypted.decode("utf-8"))
        pw_encode = SecurePassword.decode('utf-8')

        iv = decodbase64[:AES.block_size]
        key = hashlib.sha256(pw_encode).digest()

        cipher = AES.new(key, AES.MODE_CBC, iv)
        msg = cipher.decrypt(decodbase64[AES.block_size:])
        pad_text = pkcs7.decode(msg)

        decryptedString = pad_text.decode('utf-8')
        return decryptedString


import StringIO
import binascii


def decode(text, k=16):
    nl = len(text)
    val = int(binascii.hexlify(text[-1]), 16)
    if val > k:
        raise ValueError('Input is not padded or padding is corrupt')

    l = nl - val
    return text[:l]


def encode(text, k=16):
    l = len(text)
    output = StringIO.StringIO()
    val = k - (l % k)
    for _ in xrange(val):
        output.write('%02x' % val)
    return text + binascii.unhexlify(output.getvalue())

2

другое взятие на это (сильно выведенное из решений выше) но

  • использует null для заполнения
  • не использует лямбда (никогда не был поклонником)

  • протестировано с python 2.7 и 3.6.5

    #!/usr/bin/python2.7
# you'll have to adjust for your setup, e.g., #!/usr/bin/python3


import base64, re
from Crypto.Cipher import AES
from Crypto import Random
from django.conf import settings

class AESCipher:
    """
      Usage:
      aes = AESCipher( settings.SECRET_KEY[:16], 32)
      encryp_msg = aes.encrypt( 'ppppppppppppppppppppppppppppppppppppppppppppppppppppppp' )
      msg = aes.decrypt( encryp_msg )
      print("'{}'".format(msg))
    """
    def __init__(self, key, blk_sz):
        self.key = key
        self.blk_sz = blk_sz

    def encrypt( self, raw ):
        if raw is None or len(raw) == 0:
            raise NameError("No value given to encrypt")
        raw = raw + '' * (self.blk_sz - len(raw) % self.blk_sz)
        raw = raw.encode('utf-8')
        iv = Random.new().read( AES.block_size )
        cipher = AES.new( self.key.encode('utf-8'), AES.MODE_CBC, iv )
        return base64.b64encode( iv + cipher.encrypt( raw ) ).decode('utf-8')

    def decrypt( self, enc ):
        if enc is None or len(enc) == 0:
            raise NameError("No value given to decrypt")
        enc = base64.b64decode(enc)
        iv = enc[:16]
        cipher = AES.new(self.key.encode('utf-8'), AES.MODE_CBC, iv )
        return re.sub(b'\x00*$', b'', cipher.decrypt( enc[16:])).decode('utf-8')
2
from Crypto import Random
from Crypto.Cipher import AES
import base64

BLOCK_SIZE=16
def trans(key):
     return md5.new(key).digest()

def encrypt(message, passphrase):
    passphrase = trans(passphrase)
    IV = Random.new().read(BLOCK_SIZE)
    aes = AES.new(passphrase, AES.MODE_CFB, IV)
    return base64.b64encode(IV + aes.encrypt(message))

def decrypt(encrypted, passphrase):
    passphrase = trans(passphrase)
    encrypted = base64.b64decode(encrypted)
    IV = encrypted[:BLOCK_SIZE]
    aes = AES.new(passphrase, AES.MODE_CFB, IV)
    return aes.decrypt(encrypted[BLOCK_SIZE:])
0