encryption - 什么是 openssl iv，为什么我需要 key 和 iv？

Question

我即将使用以下脚本来加密和解密一些数据。我正在使用它，因为我当前的加密在我们的新服务器上不起作用。我们目前正在使用 mcrypt，所以我想更改为 openssl。

在我们的数据库中，我们使用 aes 加密，它使用 128 位 key ，所以我知道 key 是什么，但我不知道 openssl iv 是什么？为什么我需要 key 和 iv。

我将要使用的代码是这个，我在一个网站上找到的，因为我不太了解加密。

显然我会修改它，以便将 key 保存在其他地方。

function encrypt_decrypt($action, $string) {
    $output = false;

    $encrypt_method = "AES-256-CBC";
    $secret_key = 'This is my secret key';
    $secret_iv = 'This is my secret iv';

    // hash
    $key = hash('sha256', $secret_key);

    // iv - encrypt method AES-256-CBC expects 16 bytes - else you will get a warning
    $iv = substr(hash('sha256', $secret_iv), 0, 16);

    if( $action == 'encrypt' ) {
        $output = openssl_encrypt($string, $encrypt_method, $key, 0, $iv);
        $output = base64_encode($output);
    }
    else if( $action == 'decrypt' ){
        $output = openssl_decrypt(base64_decode($string), $encrypt_method, $key, 0, $iv);
    }

    return $output;
}

$plain_txt = "This is my plain text";
echo "Plain Text = $plain_txt\n";

$encrypted_txt = encrypt_decrypt('encrypt', $plain_txt);
echo "Encrypted Text = $encrypted_txt\n";

$decrypted_txt = encrypt_decrypt('decrypt', $encrypted_txt);
echo "Decrypted Text = $decrypted_txt\n";

if( $plain_txt === $decrypted_txt ) echo "SUCCESS";
else echo "FAILED";

echo "\n";

Answer 1

初始化向量是使 CBC(密码 block 链接)模式下的 AES 工作的一部分 - IV 不是 OpenSSL 独有的。 CBC 通过将前一个 block 与当前 block 进行异或来工作。第一个 block 没有前一个 block ，因此 IV 用于此目的。

为什么这是必要的，需要对分组密码的工作原理有所了解。如果没有这种链接和 IV，我们就剩下一种称为 ECB 或电子密码本的 AES 模式。 ECB 存在允许选择明文攻击的弱点，以及许多其他问题。

我建议花点时间了解 CBC 初始化向量的最佳实践。错误地使用它们会削弱 AES 的整体安全性。简短的解释是:

IV 应该是随机的并由 CSPRNG 生成。

IV不应重复使用。也就是说，不要用相同的IV加密明文“A”和明文“B”。每条记录都应该有自己的 IV。

IV 不像 key 那样是 secret 。它可以与密文一起以明文形式存储。

另请记住，此建议仅适用于 AES-CBC。如果您曾经研究过其他 AES 模式，例如 GCM，则不适用。