加密空字符串

Posted 2023-02-25

【中文标题】加密空字符串

【英文标题】：Encrypt empty string

【发布时间】：2016-05-06 06:19:33

【问题描述】：

我正在使用 Ruby 的 Open SSL bindings 进行 AES-256 加密。我可以加密一个非空字符串。但是，当尝试加密一个空字符串时，Ruby 会引发一个异常，抱怨数据不能为空。 如何使用 Ruby 的 OpenSSL 绑定？

重现问题的代码

require "openssl"

KEY = OpenSSL::Cipher::Cipher.new("aes-256-cbc").random_key

def encrypt(plaintext)
  cipher = OpenSSL::Cipher::Cipher.new("aes-256-cbc")
  cipher.encrypt
  iv = cipher.random_iv
  cipher.iv = iv
  cipher.key = KEY
  ciphertext = cipher.update(plaintext)    # <- ArgumentError here
  ciphertext << cipher.final
  [iv, ciphertext]
end

def decrypt(iv, ciphertext)
  cipher = OpenSSL::Cipher::Cipher.new("aes-256-cbc")
  cipher.decrypt
  cipher.iv = iv
  cipher.key = KEY
  plaintext = cipher.update(ciphertext)
  plaintext << cipher.final
  plaintext
end

p decrypt(*encrypt("foo"))    # "foo"

p decrypt(*encrypt(""))
# /tmp/foo.rb:11:in `update': data must not be empty (ArgumentError)
#         from /tmp/foo.rb:11:in `encrypt'
#         from /tmp/foo.rb:27:in `<main>'

版本

ruby-2.2.2p95 OpenSSL::VERSION 为“1.1.0” Microsoft SQL Server 2014 (12.0.2000.8)

为什么要？

我正在编写一个ETL 程序来将数据从一个数据库迁移到一个SqlServer 数据库。在将源数据库中的某些列写入目标数据库之前，必须对其进行加密。源列可以包含任何数据，包括空字符串。目标列通常不可为空。目标列将由 .net 代码解密。

目标 #1：没有任何关于加密字段的信息，包括它是否存在，在没有正确解密的情况下是不可恢复的。加密的空字符串应该与任何其他加密数据无法区分。

目标 #2：将解密这些值的 .net 代码不需要专门处理空字符串。

如果我可以让 openssl ，我将实现这两​​个目标。

解决方法 - 不要

我不能，将它们传递出去。

def encrypt(plaintext)
  return plaintext if plaintext.empty?
  ...
end

def decrypt(iv, ciphertext)
  return ciphertext if ciphertext.empty?
  ...
end

这有暴露信息的缺点，并且还需要在.net端编写协作代码。

解决方法 - 在明文中添加一些常量

我可以在加密之前在明文中添加一些常量字符串，并在解密后将其删除：

PLAINTEXT_SUFFIX = " "

def encrypt(plaintext)
  plaintext += PLAINTEXT_SUFFIX
  ...
end

def decrypt(iv, ciphertext)
  ...
  plaintext.chomp(PLAINTEXT_SUFFIX)
end

这隐藏了数据是否存在，但仍然需要配合.net代码。

【问题讨论】：

OpenSSL 支持 PKCS#7 填充，所以这应该可以工作。这可能更适合作为错误报告。顺便说一句，如果明文为空，您是否尝试过简单地跳过cipher.update？在这种情况下，cipher.final 可能就足够了。

@ArtjomB。我曾尝试省略对 Cipher#update 的调用。由于 ID10T 错误，当我早些时候尝试它时它没有工作，而不是我当时没有注意到。原来这就是解决方案。您介意将其添加为答案吗？

您可以自己添加。我对红宝石一无所知，我不想在这个特定的时间开始学习。 :)

【参考方案1】：

As suggested by @ArtjomB，就像不使用空字符串调用Cipher#update 一样简单。 Cipher#final 返回的值会正确加密一个空字符串。

require "openssl"

KEY = OpenSSL::Cipher::Cipher.new("aes-256-cbc").random_key

def encrypt(plaintext)
  cipher = OpenSSL::Cipher::Cipher.new("aes-256-cbc")
  cipher.encrypt
  iv = cipher.random_iv
  cipher.iv = iv
  cipher.key = KEY
  ciphertext = ""
  ciphertext << cipher.update(plaintext) unless plaintext.empty?
  ciphertext << cipher.final
  [iv, ciphertext]
end

def decrypt(iv, ciphertext)
  cipher = OpenSSL::Cipher::Cipher.new("aes-256-cbc")
  cipher.decrypt
  cipher.iv = iv
  cipher.key = KEY
  plaintext = cipher.update(ciphertext)
  plaintext << cipher.final
end

p decrypt(*encrypt("foo"))    # "foo"
p decrypt(*encrypt(""))       # ""

【参考方案2】：

如果可以使用DBMS提供的加密功能，那么mysqlAES_ENCRYPT似乎可以加密空白字符串。

例如：

UPDATE some_table 
   SET some_column =  AES_ENCRYPT('',UNHEX('F3229A0B371ED2D9441B830D21A390C3'));

默认情况下它是 AES-128，我猜这将是一个问题，因为您需要 AES-256。另外，不确定您使用的是哪个 DBMS，以及该 DBMS 是否具有加密功能。

【讨论】：

我没想过用数据库来做加密。目标数据库是 SqlServer 2014。

@WayneConrad 不太了解该服务器，但它似乎支持 AES-256 加密。您可能需要对其进行空白字符串加密测试。

@WayneConrad 在旁注中，由于您的 SO 个人资料页面 - 我发现有一个名为 Ruby Extensions 的东西有 Symbol#to_proc 的第一个版本，它在 Rails 中被同化，然后被同化到 Ruby核。我正在调查你是否真的在 2003 年使用过[day, dollar].each(&:another)。:D

优秀 抓住。 2003 年，我使用（我认为）Ruby 1.6。为了准确起见，我更新了我的个人资料。