AES（aes-cbc-128、aes-cbc-192、aes-cbc-256）openssl Cによる暗号化/復号化

Question

この3つのモードでopenSSLからAESをテストしたいだけです。128、192、および256のキー長ですが、復号化されたテキストは入力とは異なり、その理由はわかりません。また、巨大な入力長（1024バイトとする）を渡すと、プログラムはcore dumped...を表示します。私の入力は常に同じですが、少なくとも今のところは重要ではありません。コードは次のとおりです。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <openssl/aes.h>

int main(int argc, char **argv)
{
    int i;
    int keylength;
    printf("Give a key length [only 128 or 192 or 256!]:\n");
    scanf("%d", &keylength);

    /* generate a key with a given length */
    unsigned char aes_key[keylength];
    memset(aes_key, 0, sizeof(aes_key));
    if (!Rand_bytes(aes_key, keylength))
    {
        exit(-1);
    }
    aes_key[keylength-1] = '\0';

    int inputslength;
    printf("Give an input's length:\n");
    scanf("%d", &inputslength);

    /* generate input with a given length */
    unsigned char aes_input[inputslength+1];
    memset(aes_input, '0', sizeof(aes_input));
    aes_input[inputslength] = '\0';

    /*printf("original:\t");
    for(i=0; i<inputslength; i++)
    {
        printf("%c ", aes_input[i]);
    }
    printf("\n");*/

    /* init vector */
    unsigned char iv[AES_BLOCK_SIZE];
    if (!Rand_bytes(iv, AES_BLOCK_SIZE))
    {
        exit(-1);
    }

    //printf("AES_BLOCK_SIZE = %d\n", AES_BLOCK_SIZE); // aes block size is 16 bytes = 128 bits
    AES_KEY enc_key, dec_key;
    unsigned char enc_out[AES_BLOCK_SIZE];
    unsigned char dec_out[AES_BLOCK_SIZE];

    // so i can do with this aes-cbc-128 aes-cbc-192 aes-cbc-256
    AES_set_encrypt_key(aes_key, keylength, &enc_key);
    AES_cbc_encrypt(aes_input, enc_out, inputslength, &enc_key, iv, AES_ENCRYPT);

    AES_set_decrypt_key(aes_key, keylength, &dec_key);
    AES_decrypt(enc_out, dec_out, &dec_key);

    printf("original:\t");
    for(i=0;*(aes_input+i)!=0x00;i++)
        printf("%X ",*(aes_input+i));
    printf("\nencrypted:\t");

    for(i=0;*(enc_out+i)!=0x00;i++)
        printf("%X ",*(enc_out+i));

    printf("\ndecrypted:\t");
    for(i=0;*(dec_out+i)!=0x00;i++)
        printf("%X ",*(dec_out+i));
    printf("\n");

    /*printf("\n\noriginal:\t");
    for(i=0; i<inputslength; i++)
    {
        printf("%x ", dec_out[i]);
    }
    printf("\n");*/


    return 0;
}

編集：

出力サイズをAES_BLOCK_SIZEではなくinputslengthに変更すると、結果が得られました。

Give a key length [only 128 or 192 or 256!]:
128
Give an input's length:
5
original:       30 30 30 30 30 
encrypted:      94 56 50 7E 19 B2 1C CE 20 23 4A E7 10 AF DB E3 30 30 30 30 30 
decrypted:      E1 5F F4 3D E8 8D 91 19 CD 3E 22 1E AF 1C 8F 5A 94 56 50 7E 19 B2 1C CE 20 23 4A E7 10 AF DB E3 30 30 30 30 30

では、outpusサイズとivのサイズに問題がある可能性はありますか？どのサイズにする必要がありますか（AES-CBC-128、AES-CBC-192、AES-CBC-256の場合）？

Answer 1

コードのこの変更されたバージョンを覗いてください。次のことに注意してください。

1. Hex_printを追加（マイナー）
2. キーバッファの適切なサイズ設定（中）を追加しました。
3. 出力暗号化バッファーの適切なサイズ設定を追加しました（これはブロックサイズの倍数である必要があり、元のソースバッファーが正確なブロックサイズの倍数である場合、パディングの完全なブロックが1つ必要です（詳細については、PKCS 5パディングを参照）。
4. 暗号化と復号化の両方に同じIVが使用されます。
5. 最後に、奇妙なことに、AES_cbc_encrypt()がboth暗号化と復号化に使用されます（呼び出しの最後のパラメーターを参照）。

ソースコード

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <openssl/aes.h>
#include <openssl/Rand.h>

// a simple hex-print routine. could be modified to print 16 bytes-per-line
static void hex_print(const void* pv, size_t len)
{
    const unsigned char * p = (const unsigned char*)pv;
    if (NULL == pv)
        printf("NULL");
    else
    {
        size_t i = 0;
        for (; i<len;++i)
            printf("%02X ", *p++);
    }
    printf("\n");
}

// main entrypoint
int main(int argc, char **argv)
{
    int keylength;
    printf("Give a key length [only 128 or 192 or 256!]:\n");
    scanf("%d", &keylength);

    /* generate a key with a given length */
    unsigned char aes_key[keylength/8];
    memset(aes_key, 0, keylength/8);
    if (!Rand_bytes(aes_key, keylength/8))
        exit(-1);

    size_t inputslength = 0;
    printf("Give an input's length:\n");
    scanf("%lu", &inputslength);

    /* generate input with a given length */
    unsigned char aes_input[inputslength];
    memset(aes_input, 'X', inputslength);

    /* init vector */
    unsigned char iv_enc[AES_BLOCK_SIZE], iv_dec[AES_BLOCK_SIZE];
    Rand_bytes(iv_enc, AES_BLOCK_SIZE);
    memcpy(iv_dec, iv_enc, AES_BLOCK_SIZE);

    // buffers for encryption and decryption
    const size_t encslength = ((inputslength + AES_BLOCK_SIZE) / AES_BLOCK_SIZE) * AES_BLOCK_SIZE;
    unsigned char enc_out[encslength];
    unsigned char dec_out[inputslength];
    memset(enc_out, 0, sizeof(enc_out));
    memset(dec_out, 0, sizeof(dec_out));

    // so i can do with this aes-cbc-128 aes-cbc-192 aes-cbc-256
    AES_KEY enc_key, dec_key;
    AES_set_encrypt_key(aes_key, keylength, &enc_key);
    AES_cbc_encrypt(aes_input, enc_out, inputslength, &enc_key, iv_enc, AES_ENCRYPT);

    AES_set_decrypt_key(aes_key, keylength, &dec_key);
    AES_cbc_encrypt(enc_out, dec_out, encslength, &dec_key, iv_dec, AES_DECRYPT);

    printf("original:\t");
    hex_print(aes_input, sizeof(aes_input));

    printf("encrypt:\t");
    hex_print(enc_out, sizeof(enc_out));

    printf("decrypt:\t");
    hex_print(dec_out, sizeof(dec_out));

    return 0;
}

テスト出力

Give a key length [only 128 or 192 or 256!]:
128
Give an input's length:
10
original:   58 58 58 58 58 58 58 58 58 58 
encrypt:    A9 66 C5 24 A4 02 AB 96 08 65 F7 22 A5 FB BE 26 
decrypt:    58 58 58 58 58 58 58 58 58 58 

2番目のテスト出力

Give a key length [only 128 or 192 or 256!]:
128
Give an input's length:
10
original:   58 58 58 58 58 58 58 58 58 58 
encrypt:    C2 47 6D B1 A1 68 29 53 55 74 C5 CC 3F 27 0A 3F 
decrypt:    58 58 58 58 58 58 58 58 58 58 

これが役立つことを心から願っています。

Answer 2

@WhozCraig：助けてくれてありがとう！それは私にたくさん説明しました！しかし、もう1つだけ問題があります。静的配列を動的配列に変更しました。私がそれをしたとき、いくつかのエラーが発生しました。しかし、巨大な入力サイズを指定した場合にのみ発生します。valgrindの出力を確認してください： http://pastie.org/private/bzofrrtgrlzr0doyb3g 。エラーは、巨大な入力を渡すとき、小さなサイズ（例のように10）を渡すときにのみ発生します。他のすべては完全に機能しています。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <openssl/aes.h>
#include <openssl/Rand.h>

// a simple hex-print routine. could be modified to print 16 bytes-per-line
static void hex_print(const void* pv, size_t len)
{
    const unsigned char * p = (const unsigned char*)pv;
    if (NULL == pv)
        printf("NULL");
    else
    {
        size_t i = 0;
        for (; i<len;++i)
            printf("%02X ", *p++);
    }
    printf("\n");
}

// main entrypoint
int main(int argc, char **argv)
{
    size_t inputslength = 0;
    printf("Give an input's length:\n");
    scanf("%lu", &inputslength);

    int keylength;
    printf("Give a key length [only 128 or 192 or 256!]:\n");
    scanf("%d", &keylength);


    //  generate a key with a given length
    unsigned char *aes_key = (unsigned char*)malloc(sizeof(unsigned char) * (keylength/8));
    memset(aes_key, 0, keylength/8);
    Rand_bytes(aes_key, keylength/8);

    //  generate input with a given length
    unsigned char *aes_input = (unsigned char*)malloc(sizeof(unsigned char) * (inputslength));
    memset(aes_input, 'X', sizeof(aes_input));

    // init vectors
    unsigned char *iv_enc = (unsigned char*)malloc(sizeof(unsigned char) * (AES_BLOCK_SIZE));
    unsigned char *iv_dec = (unsigned char*)malloc(sizeof(unsigned char) * (AES_BLOCK_SIZE));
    // iv_dec == iv_enc
    Rand_bytes(iv_enc, AES_BLOCK_SIZE);
    memcpy(iv_dec, iv_enc, AES_BLOCK_SIZE);

    // buffers for encryption and decryption
    const size_t length = (((inputslength + AES_BLOCK_SIZE) / AES_BLOCK_SIZE) * AES_BLOCK_SIZE);
    unsigned char *enc_out = (unsigned char*)malloc(sizeof(unsigned char) * (length));
    unsigned char *dec_out = (unsigned char*)malloc(sizeof(unsigned char) * (inputslength));

    // so i can do with this aes-cbc-128 aes-cbc-192 aes-cbc-256
    AES_KEY encKey, decKey;
    AES_set_encrypt_key(aes_key, keylength, &encKey);
    AES_cbc_encrypt(aes_input, enc_out, inputslength, &encKey, iv_enc, AES_ENCRYPT);

    AES_set_decrypt_key(aes_key, keylength, &decKey);
    AES_cbc_encrypt(enc_out, dec_out, length, &decKey, iv_dec, AES_DECRYPT);

    printf("original:\t");
    hex_print(aes_input, sizeof(aes_input));

    printf("encrypt:\t");
    hex_print(enc_out, sizeof(enc_out));

    printf("decrypt:\t");
    hex_print(dec_out, sizeof(dec_out));

    free(aes_key);
    aes_key = NULL;
    free(aes_input);
    aes_input = NULL;
    free(iv_enc);
    iv_enc = NULL;
    free(iv_dec);
    iv_dec = NULL;
    free(enc_out);
    enc_out = NULL;
    free(dec_out);
    dec_out = NULL;

    return 0;
}

編集：

わかりました、私が投稿したprevコードに何か問題がありました。ここに新しいコードがあり、巨大な入力に対しても完璧に機能します。私を助けてくれてありがとう！:)

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <openssl/aes.h>
#include <openssl/Rand.h>

// a simple hex-print routine. could be modified to print 16 bytes-per-line
static void hex_print(const void* pv, size_t len)
{
    const unsigned char * p = (const unsigned char*)pv;
    if (NULL == pv)
        printf("NULL");
    else
    {
        size_t i = 0;
        for (; i<len;++i)
            printf("%02X ", *p++);
    }
    printf("\n");
}

// main entrypoint
int main(int argc, char **argv)
{
    int keylength;
    printf("Give a key length [only 128 or 192 or 256!]:\n");
    scanf("%d", &keylength);

    /* generate a key with a given length */
    unsigned char *aes_key = (unsigned char*)malloc(sizeof(unsigned char) * (keylength/8));
    memset(aes_key, 0, keylength/8);
    if (!Rand_bytes(aes_key, keylength/8))
        exit(-1);

    size_t inputslength = 0;
    printf("Give an input's length:\n");
    scanf("%lu", &inputslength);

    /* generate input with a given length */
    unsigned char *aes_input = (unsigned char*)malloc(sizeof(unsigned char) *inputslength);
    memset(aes_input, 'X', inputslength);

    /* init vector */
    unsigned char *iv_enc = (unsigned char*)malloc(sizeof(unsigned char) *AES_BLOCK_SIZE), *iv_dec = (unsigned char*)malloc(sizeof(unsigned char) *AES_BLOCK_SIZE);
    Rand_bytes(iv_enc, AES_BLOCK_SIZE);
    memcpy(iv_dec, iv_enc, AES_BLOCK_SIZE);

    // buffers for encryption and decryption
    const size_t encslength = ((inputslength + AES_BLOCK_SIZE) / AES_BLOCK_SIZE) * AES_BLOCK_SIZE;
    unsigned char *enc_out = (unsigned char*)malloc(sizeof(unsigned char) *encslength);
    unsigned char *dec_out = (unsigned char*)malloc(sizeof(unsigned char) *inputslength);
    memset(enc_out, 0, sizeof(enc_out));
    memset(dec_out, 0, sizeof(dec_out));

    // so i can do with this aes-cbc-128 aes-cbc-192 aes-cbc-256
    AES_KEY enc_key, dec_key;
    AES_set_encrypt_key(aes_key, keylength, &enc_key);
    AES_cbc_encrypt(aes_input, enc_out, inputslength, &enc_key, iv_enc, AES_ENCRYPT);

    AES_set_decrypt_key(aes_key, keylength, &dec_key);
    AES_cbc_encrypt(enc_out, dec_out, encslength, &dec_key, iv_dec, AES_DECRYPT);

    printf("original:\t");
    hex_print(aes_input, inputslength);

    printf("encrypt:\t");
    hex_print(enc_out, encslength);

    printf("decrypt:\t");
    hex_print(dec_out, inputslength);

    // free memory here

    return 0;
}