c# - TCL AES <-> C# AES - Tcl 加密文本为 ASCII

Question

我是 TCL 新手，需要一些帮助。

我编写了一个客户端/服务器应用程序:服务器采用 C# (.Net 4.51) 实现，客户端采用 TCL 8.2 实现。 基本通信工作正常，现在我需要加密客户端和服务器之间传递的消息。不幸的是，SSL 不是一个选项，因为客户端不受我的控制，并且没有安装 SSL 库。

我选择 TclLib (1.15) Aes 实现来进行加密。

为了检查 Aes 是否在两侧正确设置，我进行了以下测试:

IV 为:“20140204_1231060” 关键是:“QbPQiCOTmBzLgCc40ElxH2588jmRljmq” 我的测试数据是“Hello World”。

双方都可以解密加密数据。

这是 TCL 代码:

proc ::orbylonCrypto::encrypt { keyData ivData clearText } {

  set clearText [::aes::Pad $clearText 16];

  set key [::aes::Init cbc $keyData $ivData];  
  set ciphertext [::aes::Encrypt $key $clearText];
  ::aes::Final $key

  return [::aes::Hex $ciphertext];

}

proc ::orbylonCrypto::decrypt { keyData ivData ciphertext } {

  set key [::aes::Init cbc $keyData $ivData];  
  set clearText [::aes::Decrypt $key [ binary format H* $ciphertext ]];
  ::aes::Final $key

  return [ string trimright $clearText \0 ];

}
...

  set clearText {Hello World};
  set iv "20140204_1231060"
  set key "QbPQiCOTmBzLgCc40ElxH2588jmRljmq"

  set encrypted [::orbylonCrypto::encrypt $key $iv $clearText];
  set decrypted [::orbylonCrypto::decrypt $key $iv $encrypted];

并给我这个“加密”值: “e9455ec1788f5431fd103694c235670f”

这是 C# 代码::

public static string Encrypt(string clearText, string key, string iv)
{
  string encryptedString;
  var keyBytes = getValidatedKey(key);
  var ivBytes = getValidatedIV(iv);

  //byte[] clearTextBytes = Encoding.ASCII.GetBytes(clearText);
  byte[] clearTextBytes = Encoding.Unicode.GetBytes(clearText);
  using (Aes encryptor = Aes.Create())
  {
    initializeAes(encryptor, keyBytes, ivBytes);
    using (MemoryStream ms = new MemoryStream())
    {
      using (CryptoStream cs = new CryptoStream(ms, encryptor.CreateEncryptor(), CryptoStreamMode.Write))
      {
        cs.Write(clearTextBytes, 0, clearTextBytes.Length);
        cs.Close();
      }
      encryptedString = bytesToHexString(ms.ToArray());
    }
  }
  return encryptedString;
}

public static string Decrypt(string encryptedText, string key, string iv)
{
  string encryptedString;
  var keyBytes = getValidatedKey(key);
  var ivBytes = getValidatedIV(iv);

  byte[] encryptedBytes = hexStringToByteArray(encryptedText);
  using (Aes encryptor = Aes.Create())
  {
    initializeAes(encryptor, keyBytes, ivBytes);
    using (MemoryStream ms = new MemoryStream())
    {
      using (CryptoStream cs = new CryptoStream(ms, encryptor.CreateDecryptor(), CryptoStreamMode.Write))
      {
        cs.Write(encryptedBytes, 0, encryptedBytes.Length);
        cs.Close();
      }
      // encryptedString = Encoding.ASCII.GetString(ms.ToArray());
      encryptedString = Encoding.Unicode.GetString(ms.ToArray());
      encryptedString = encryptedString.TrimEnd('\0');
    }
  }
  return encryptedString;
}

private static void initializeAes(Aes aes, byte[] keyBytes, byte[] ivBytes)
{
  aes.Padding = PaddingMode.Zeros;
  aes.BlockSize = 128;
  aes.KeySize = 256;
  aes.Mode = CipherMode.CBC;

  aes.Key = keyBytes;
  aes.IV = ivBytes;
}

private static byte[] getValidatedIV(string iv)
{
  byte[] ivBytes = Encoding.ASCII.GetBytes(iv);
  if (ivBytes.Length != 16)
  {
    throw new ArgumentException("The IV must have a length of 16 bytes.");
  }
  return ivBytes;
}

private static byte[] getValidatedKey(string key)
{
  byte[] keyBytes = Encoding.ASCII.GetBytes(key);
  if (keyBytes.Length != 32)
  {
    throw new ArgumentException("The Key must have a length of 32 bytes.");
  }
  return keyBytes;
}

...

string iv = "20140204_1231060";
string key = "QbPQiCOTmBzLgCc40ElxH2588jmRljmq";

string inClearText = "Hello World";

string encrypted = AesCryption.Encrypt(inClearText, key, iv);
string outClearText = AesCryption.Decrypt(encrypted, key, iv);

并给我这个“加密”值: “1d080b143641984d7623fce65c8a551853e2d9189413e9895f72065fde17e479”

C# 版本的输出长度是原来的两倍。

如果我在加密之前将 C# 端的输入数据转换为 ASCII，我会得到完全相同的输出，并且 TCL 实现能够解密它。 我的理解是，TCL 是“感知”unicode 的，我的未加密消息以纯文本形式在客户端和服务器之间传递，没有任何编码问题。

我不知道是什么在删除这里的编码。我感觉“::aes::Hex”的实现是

proc ::aes::Hex {data} {
    binary scan $data H* r
    return $r 
}

和

[ binary format H* $ciphertext ]

问题出在这里。但我对此不太确定。

非常感谢任何帮助!

Answer 1

根据 Donal Fellow 提示查看我的clearTextBytes，问题很清楚。 TCL 使用的不是 Unicode，而是 UTF-8。因此，我需要在加密之前将 C# 文本转换为 UTF8，并在解密后将其转换回来:

byte[] clearTextBytes = Encoding.UTF8.GetBytes(clearText);

和

decryptedString = Encoding.UTF8.GetString(ms.ToArray());

谢谢指点!