Обновление моей библиотеки шифрования с Mcrypt до OpenSSL


Я использую нижеприведенную библиотеку, на которую обычно ссылаются, для шифрования. Я хочу обновить его до OpenSSL с Mcrypt, чтобы я больше не использовал устаревшую библиотеку.

Я пытаюсь выяснить, возможно ли это вообще. Я провел некоторое исследование по этому вопросу, но обнаружил противоречивую информацию:

В этом сообщении говорится, что невозможно расшифровать данные с помощью OpenSSL, которые были зашифрованы с помощью Mcrypt. https://stackoverflow.com/a/19748494/5834657

Однако это в сообщении говорится, что это возможно с помощью заполнения. Похоже, что моя функция использует заполнение. Является ли это правильным типом заполнения, необходимым для выполнения этой работы? https://stackoverflow.com/a/31614770/5834657

<?php 

namespace Utilities\Encryption;

/**
* A class to handle secure encryption and decryption of arbitrary data
*
* Note that this is not just straight encryption.  It also has a few other
* features in it to make the encrypted data far more secure.  Note that any
* other implementations used to decrypt data will have to do the same exact
*  operations.  
*
* Security Benefits:
*
* - Uses Key stretching
* - Hides the Initialization Vector
* - Does HMAC verification of source data
*
*/

class Encryption {

/**
 * @var string $cipher The mcrypt cipher to use for this instance
 */
protected $cipher = '';

/**
 * @var int $mode The mcrypt cipher mode to use
 */
protected $mode = '';

/**
 * @var int $rounds The number of rounds to feed into PBKDF2 for key generation
 */
protected $rounds = 100;

/**
 * Constructor!
 *
 * @param string $cipher The MCRYPT_* cypher to use for this instance
 * @param int    $mode   The MCRYPT_MODE_* mode to use for this instance
 * @param int    $rounds The number of PBKDF2 rounds to do on the key
 */
public function __construct($cipher, $mode, $rounds = 100) {
    $this->cipher = $cipher;
    $this->mode = $mode;
    $this->rounds = (int) $rounds;
}

/**
 * Decrypt the data with the provided key
 *
 * @param string $data The encrypted datat to decrypt
 * @param string $key  The key to use for decryption
 * 
 * @returns string|false The returned string if decryption is successful
 *                           false if it is not
 */
public function decrypt($data, $key) {
    $salt = substr($data, 0, 128);
    $enc = substr($data, 128, -64);
    $mac = substr($data, -64);

    list ($cipherKey, $macKey, $iv) = $this->getKeys($salt, $key);

    if ($mac !== hash_hmac('sha512', $enc, $macKey, true)) {
         return false;
    }

    $dec = mcrypt_decrypt($this->cipher, $cipherKey, $enc, $this->mode, $iv);

    $data = $this->unpad($dec);

    return $data;
}

/**
 * Encrypt the supplied data using the supplied key
 * 
 * @param string $data The data to encrypt
 * @param string $key  The key to encrypt with
 *
 * @returns string The encrypted data
 */
public function encrypt($data, $key) {
    $salt = mcrypt_create_iv(128, MCRYPT_DEV_URANDOM);
    list ($cipherKey, $macKey, $iv) = $this->getKeys($salt, $key);

    $data = $this->pad($data);

    $enc = mcrypt_encrypt($this->cipher, $cipherKey, $data, $this->mode, $iv);

    $mac = hash_hmac('sha512', $enc, $macKey, true);
    return $salt . $enc . $mac;
}

/**
 * Generates a set of keys given a random salt and a master key
 *
 * @param string $salt A random string to change the keys each encryption
 * @param string $key  The supplied key to encrypt with
 *
 * @returns array An array of keys (a cipher key, a mac key, and a IV)
 */
protected function getKeys($salt, $key) {
    $ivSize = mcrypt_get_iv_size($this->cipher, $this->mode);
    $keySize = mcrypt_get_key_size($this->cipher, $this->mode);
    $length = 2 * $keySize + $ivSize;

    $key = $this->pbkdf2('sha512', $key, $salt, $this->rounds, $length);

    $cipherKey = substr($key, 0, $keySize);
    $macKey = substr($key, $keySize, $keySize);
    $iv = substr($key, 2 * $keySize);
    return array($cipherKey, $macKey, $iv);
}

/**
 * Stretch the key using the PBKDF2 algorithm
 *
 * @see http://en.wikipedia.org/wiki/PBKDF2
 *
 * @param string $algo   The algorithm to use
 * @param string $key    The key to stretch
 * @param string $salt   A random salt
 * @param int    $rounds The number of rounds to derive
 * @param int    $length The length of the output key
 *
 * @returns string The derived key.
 */
protected function pbkdf2($algo, $key, $salt, $rounds, $length) {
    $size   = strlen(hash($algo, '', true));
    $len    = ceil($length / $size);
    $result = '';
    for ($i = 1; $i <= $len; $i++) {
        $tmp = hash_hmac($algo, $salt . pack('N', $i), $key, true);
        $res = $tmp;
        for ($j = 1; $j < $rounds; $j++) {
             $tmp  = hash_hmac($algo, $tmp, $key, true);
             $res ^= $tmp;
        }
        $result .= $res;
    }
    return substr($result, 0, $length);
}

protected function pad($data) {
    $length = mcrypt_get_block_size($this->cipher, $this->mode);
    $padAmount = $length - strlen($data) % $length;
    if ($padAmount == 0) {
        $padAmount = $length;
    }
    return $data . str_repeat(chr($padAmount), $padAmount);
}

protected function unpad($data) {
    $length = mcrypt_get_block_size($this->cipher, $this->mode);
    $last = ord($data[strlen($data) - 1]);
    if ($last > $length) return false;
    if (substr($data, -1 * $last) !== str_repeat(chr($last), $last)) {
        return false;
    }
    return substr($data, 0, -1 * $last);
 }
}

Обновление: Я пытался расшифровать строку, зашифрованную с помощью Mcrypt, используя OpenSSL, преобразовав библиотеку в OpenSSL.

Затем я шифрую строку с помощью ключа, используя приведенный выше код, и пытаюсь расшифровать это значение, используя приведенный ниже код и тот же ключ. Однако я просто получаю пустой ответ. Если я прокомментирую:

$данные = $это->распаковка($декабрь)

В функции расшифровки я получаю строку, но это просто перепутанные символы (очень похоже на то, как это выглядит при первом шифровании.)

<?php 

namespace Utilities\Encryption;

/**
* A class to handle secure encryption and decryption of arbitrary data
*
* Note that this is not just straight encryption.  It also has a few other
*  features in it to make the encrypted data far more secure.  Note that any
*  other implementations used to decrypt data will have to do the same exact
*  operations.  
*
* Security Benefits:
*
* - Uses Key stretching
* - Hides the Initialization Vector
* - Does HMAC verification of source data
*
*/
class EncryptionOpenSsl {

/**
 * @var string $cipher The mcrypt cipher to use for this instance
 */
protected $cipher = '';

/**
 * @var int $mode The mcrypt cipher mode to use
 */
protected $mode = '';

/**
 * @var int $rounds The number of rounds to feed into PBKDF2 for key generation
 */
protected $rounds = 100;

/**
 * Constructor!
 *
 * @param string $cipher The MCRYPT_* cypher to use for this instance
 * @param int    $mode   The MCRYPT_MODE_* mode to use for this instance
 * @param int    $rounds The number of PBKDF2 rounds to do on the key
 */
public function __construct($cipher, $rounds = 100) {
    $this->cipher = $cipher;
    // $this->mode = MCRYPT_MODE_CBC;
    $this->rounds = (int) $rounds;
}

/**
 * Decrypt the data with the provided key
 *
 * @param string $data The encrypted datat to decrypt
 * @param string $key  The key to use for decryption
 * 
 * @returns string|false The returned string if decryption is successful
 *                           false if it is not
 */
public function decrypt($data, $key) {
    $salt = substr($data, 0, 128);
    $enc = substr($data, 128, -64);
    $mac = substr($data, -64);

    list ($cipherKey, $macKey, $iv) = $this->getKeys($salt, $key);

    if ($mac !== hash_hmac('sha512', $enc, $macKey, true)) {
         return false;
    }
    $dec = openssl_decrypt($enc, $this->cipher, $key, OPENSSL_RAW_DATA, $iv);
    // $dec = mcrypt_decrypt($this->cipher, $cipherKey, $enc, $this->mode, $iv);

    $data = $this->unpad($dec);

    return $data;
}

/**
 * Encrypt the supplied data using the supplied key
 * 
 * @param string $data The data to encrypt
 * @param string $key  The key to encrypt with
 *
 * @returns string The encrypted data
 */
public function encrypt($data, $key) {
    $salt = mcrypt_create_iv(128, MCRYPT_DEV_URANDOM);
    list ($cipherKey, $macKey, $iv) = $this->getKeys($salt, $key);

    $data = $this->pad($data);

    $enc = mcrypt_encrypt($this->cipher, $cipherKey, $data, $this->mode, $iv);

    $mac = hash_hmac('sha512', $enc, $macKey, true);
    return $salt . $enc . $mac;
}

/**
 * Generates a set of keys given a random salt and a master key
 *
 * @param string $salt A random string to change the keys each encryption
 * @param string $key  The supplied key to encrypt with
 *
 * @returns array An array of keys (a cipher key, a mac key, and a IV)
 */
protected function getKeys($salt, $key) {
    $ivSize = mcrypt_get_iv_size(MCRYPT_BLOWFISH, MCRYPT_MODE_CBC);
    $keySize = mcrypt_get_key_size(MCRYPT_BLOWFISH, MCRYPT_MODE_CBC);
    $length = 2 * $keySize + $ivSize;

    $key = $this->pbkdf2('sha512', $key, $salt, $this->rounds, $length);

    $cipherKey = substr($key, 0, $keySize);
    $macKey = substr($key, $keySize, $keySize);
    $iv = substr($key, 2 * $keySize);
    return array($cipherKey, $macKey, $iv);
}

/**
 * Stretch the key using the PBKDF2 algorithm
 *
 * @see http://en.wikipedia.org/wiki/PBKDF2
 *
 * @param string $algo   The algorithm to use
 * @param string $key    The key to stretch
 * @param string $salt   A random salt
 * @param int    $rounds The number of rounds to derive
 * @param int    $length The length of the output key
 *
 * @returns string The derived key.
 */
protected function pbkdf2($algo, $key, $salt, $rounds, $length) {
    $size   = strlen(hash($algo, '', true));
    $len    = ceil($length / $size);
    $result = '';
    for ($i = 1; $i <= $len; $i++) {
        $tmp = hash_hmac($algo, $salt . pack('N', $i), $key, true);
        $res = $tmp;
        for ($j = 1; $j < $rounds; $j++) {
             $tmp  = hash_hmac($algo, $tmp, $key, true);
             $res ^= $tmp;
        }
        $result .= $res;
    }
    return substr($result, 0, $length);
}

protected function pad($data) {
    $length = mcrypt_get_block_size(MCRYPT_BLOWFISH, MCRYPT_MODE_CBC);
    $padAmount = $length - strlen($data) % $length;
    if ($padAmount == 0) {
        $padAmount = $length;
    }
    return $data . str_repeat(chr($padAmount), $padAmount);
}

protected function unpad($data) {
    $length = mcrypt_get_block_size(MCRYPT_BLOWFISH, MCRYPT_MODE_CBC);
    $last = ord($data[strlen($data) - 1]);
    if ($last > $length) return false;
    if (substr($data, -1 * $last) !== str_repeat(chr($last), $last)) {
        return false;
    }
    return substr($data, 0, -1 * $last);
 }
}
Author: Community, 2017-04-10

1 answers

Этот код для вашей процедуры расшифровки работает для меня:

public function decrypt($data, $key) {
    $salt = substr($data, 0, 128);
    $enc = substr($data, 128, -64);
    $mac = substr($data, -64);

    list ($cipherKey, $macKey, $iv) = $this->getKeys($salt, $key);

    if ($mac !== hash_hmac('sha512', $enc, $macKey, true)) {
         return false;
    }

    $dec = openssl_decrypt($enc, $this->cipher, $cipherKey, OPENSSL_RAW_DATA, $iv);

    return $dec;
}

Тест:

$keys = [
    'this is a secret key.',
    'G906m70p(IhzA5T&5x7(w0%a631)u)%D6E79cIYJQ!iP2U(xT13q6)tJ6gZ3D2wi&0")7cP5',
    chr(6) . chr(200) . chr(16) . 'my key ' . chr(3) . chr(4) . chr(192) . chr(254) . ' zyx0987!!',
    'and finally one more key to test with here:',
];


$data = [
    'A',
    'This is a test',
    'now test encrypting something a little bit longer with 1234567890.',
    '$length = mcrypt_get_block_size(MCRYPT_BLOWFISH, MCRYPT_MODE_CBC); $last = ord($data[strlen($data) - 1]);',
    'Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipiscing elit. Donec sit amet pharetra urna. Vestibulum ante ipsum primis in faucibus orci luctus et ultrices posuere cubilia Curae; Ut fringilla, quam sed eleifend eleifend, justo turpis consectetur tellus, quis tristique eros erat at nibh. Nunc dictum neque vel diam molestie fermentum. Pellentesque dignissim dui quis tortor eleifend, ut maximus elit egestas. Donec posuere odio et auctor porta. Quisque placerat condimentum maximus. Curabitur luctus dolor eget sem luctus, in dignissim tortor venenatis. Mauris eget nulla nisl.',
];

$failures = 0;

foreach ($data as $datum) {
    foreach ($keys as $key) {
        $enc = new Encryption(MCRYPT_BLOWFISH, MCRYPT_MODE_CBC);

        $encrypted = $enc->encrypt($datum, $key);

        $dec = new EncryptionOpenSsl('bf-cbc');

        $decrypted = $dec->decrypt($encrypted, $key);

        if (strcmp($datum, $decrypted) !== 0) {
            echo "Encryption with key '$key' of '$datum' failed.  '$decrypted' != '$datum'<br><br>\n\n";
            $failures++;
        }
    }
}

if ($failures) {
    echo "$failures tests failed.<br>\n";
} else {
    echo "ALL OKAY<br>\n";
}

Если вы можете подтвердить, что это работает и для вас, я могу привести в порядок ответ и добавить окончательный рабочий код.

 10
Author: drew010, 2017-04-13 00:37:41