php - 在 openssl_random_pseudo_bytes 的输出上使用 bin2hex() 是否安全？

Question

在 openssl_random_pseudo_bytes() 和 mcrypt_create_iv() 的输出上使用 bin2hex() 将它们改为十六进制是否安全可靠用作 IV 的二进制原始数据，还是存在安全风险且不建议这样做？

Answer 1

对于大多数分组密码模式，初始化向量 (IV) 至多是 block 大小的大小。它的用途是随机化加密，这样如果您使用相同的 key 加密相同的消息，每次都会得到不同的结果。这是语义安全的一个重要属性。

如果将 openssl_random_pseudo_bytes() 的原始输出编码为十六进制，则 IV 的一半位会丢失为已知值 (0)。

示例:

CBC 模式中 IV 的重要属性是它必须不可预测。如果您使用 block 大小为 128 位的 AES，那么这将导致 IV 具有 64 个可变位，这使得预测 IV 变得更容易，但不一定简单。请参阅this example .

在CTR模式中，IV必须唯一，通常称为nonce。如果重复使用 IV，那么就有可能推断出原始消息和新消息的明文。如果您使用 AES，那么通常使用 96 位的 IV，但您的十六进制编码会将其减少到 48 个可变位。如果我们考虑生日悖论，则使用相同 key 进行 2²⁴ 次加密后，您可能会看到相同的 IV。基本上，这会很快破坏系统的安全性。即使对于具有相同 key 的少量消息，具有较小块大小的 block 密码(例如 DES)的行为也完全破坏了安全性。

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始终使用 openssl_random_pseudo_bytes() 和 mcrypt_create_iv() 的完整原始输出作为 IV 或 key 。使用更少的熵可以改善生活对于您系统的攻击者来说，这要容易得多。

但是，您可以使用 bin2hex() 和 base64_encode() 打印此类随机生成的字节以用于调试目的或基于文本的传输，但不要忘记在再次使用它们之前将它们解码为不可打印的对应项。