MbedTLS AES 128 шифрование и дешифрование на Java

Я пытаюсь зашифровать текст на микропроцессоре под управлением FreeRTOS с mbedTLS. Я использую AES 128 CBC с заполнением PKCS7. Если я попытаюсь зашифровать в mbedTLS и расшифровать на Java, когда текст короче 16 символов, это сработает. Я могу расшифровать его на Java, и текст совпадает. Если он больше, он больше не работает. Что я делаю неправильно?

Код mbedTLS:

unsigned char key[17] = "asdfghjklqwertzu";
unsigned char iv[17] = "qwertzuiopasdfgh";
unsigned char output[1024];
size_t olen;
size_t total_len = 0;

mbedtls_cipher_context_t ctx;
mbedtls_cipher_init(&ctx);
mbedtls_cipher_set_padding_mode(&ctx, MBEDTLS_PADDING_PKCS7);
mbedtls_cipher_setup(&ctx,
        mbedtls_cipher_info_from_values(MBEDTLS_CIPHER_ID_AES, 128,
                MBEDTLS_MODE_CBC));
mbedtls_cipher_setkey(&ctx, key, 128, MBEDTLS_ENCRYPT);
mbedtls_cipher_set_iv(&ctx, iv, 16);
mbedtls_cipher_reset(&ctx);

char aa[] = "hello world! test long padd";
for( int offset = 0; offset < strlen(aa); offset += mbedtls_cipher_get_block_size( &ctx ) ) {
    int ilen = ( (unsigned int) strlen(aa) - offset > mbedtls_cipher_get_block_size( &ctx ) ) ?
            mbedtls_cipher_get_block_size( &ctx ) : (unsigned int) ( strlen(aa) - offset );

      char sub[100];

      strncpy ( sub, aa+offset, ilen );
      unsigned char* sub2 = reinterpret_cast<unsigned char *>(sub);
      mbedtls_cipher_update(&ctx, sub2, ilen, output, &olen);
      total_len += olen;
}
// After the loop
mbedtls_cipher_finish(&ctx, output, &olen);
total_len += olen;
mbedtls_cipher_free(&ctx);

Код Java:

        try {
            IvParameterSpec ivParameterSpec = new IvParameterSpec(iv.getBytes());
            SecretKeySpec skey = new SecretKeySpec(encryptionKey.getBytes(), "AES");
            Cipher cipherDecrypt = Cipher.getInstance("AES/CBC/PKCS7Padding");
            cipherDecrypt.init(Cipher.DECRYPT_MODE, skey, ivParameterSpec);
            return Optional.ofNullable(ByteString.copyFrom(cipherDecrypt.doFinal(message.toByteArray())));
        } catch (BadPaddingException | IllegalBlockSizeException | InvalidAlgorithmParameterException | InvalidKeyException | NoSuchAlgorithmException | NoSuchPaddingException e) {
            log.error("Error during message decryption: ", e);
        }

Java выдает исключение javax.crypto.BadPaddingException: блок pad поврежден

Спасибо

// РЕДАКТИРОВАТЬ:

Пробовал с одним подходом к обновлению и все равно не повезло, то же исключение:

unsigned char key[17] = "asdfghjklqwertzu";
unsigned char iv[17] = "qwertzuiopasdfgh";
//unsigned char buffer[1024];
unsigned char output[1024];
size_t olen;

unsigned char text[] = "abc abc abc abc abc abc abc abc abc abc abc abc abc abc abc";

mbedtls_cipher_context_t ctx;
mbedtls_cipher_init(&ctx);
mbedtls_cipher_set_padding_mode(&ctx, MBEDTLS_PADDING_PKCS7);
mbedtls_cipher_setup(&ctx,
        mbedtls_cipher_info_from_values(MBEDTLS_CIPHER_ID_AES, 128,
                MBEDTLS_MODE_CBC));
mbedtls_cipher_setkey(&ctx, key, 128, MBEDTLS_ENCRYPT);
mbedtls_cipher_set_iv(&ctx, iv, 16);
mbedtls_cipher_reset(&ctx);
mbedtls_cipher_update(&ctx, text, strlen((char*) text), output, &olen); // Olen is 48
mbedtls_cipher_finish(&ctx, output, &olen); // Olen is 16
mbedtls_cipher_free(&ctx);

// 48 + 16 = 64 which is according to https://www.devglan.com/online-tools/aes-encryption-decryption correct

Java получает 64 байта данных, но по-прежнему генерирует то же исключение.

Topaco, пожалуйста, не могли бы вы привести краткий пример использования функций обновления и завершения? Спасибо


person WebScript    schedule 13.08.2020    source источник
comment
total_len += olen; неверно, хотя вы ничего не делаете с этим в своем коде. Общая длина olen, если я правильно читаю документацию. Я подозреваю, что в другой части вашего кода вы пишете или отправляете total_length байта для расшифровки с помощью java.   -  person President James K. Polk    schedule 13.08.2020
comment
Содержимое в output перезаписывается каждым mbedtls_cipher_update или mbedtls_cipher_finish, потому что текущая позиция не установлена. В обоих случаях mbedtls_cipher_update и mbedtls_cipher_finish, output необходимо заменить на output + total_len. Между прочим, достаточно одного вызова single mbedtls_cipher_update и mbedtls_cipher_finish (но эта реализация, вероятно, больше для исследования).   -  person user 9014097    schedule 13.08.2020
comment
Я пытался сделать то, что вы оба написали, но это все равно не работает. Не могли бы вы проверить редактирование кода? Спасибо.   -  person WebScript    schedule 13.08.2020
comment
_update начинается с output и дает вам одну длину, назовите ее len1. _final должен начинаться с output + len1 и давать вам другую длину, скажем, len2; общий зашифрованный текст len1 + len2. Обратите внимание, что @Topaco сказал, что оба _update и -finish ... должны быть ... output + total_len   -  person dave_thompson_085    schedule 13.08.2020
comment
Спасибо @Topaco и dave_thompson_085 за вашу помощь.   -  person WebScript    schedule 25.08.2020


Ответы (2)


Так как в комментариях было написано, что до сих пор не работает. Вот ваш код с изменениями, предложенными @Topaco в комментариях:

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <mbedtls/cipher.h>

int main() {
    unsigned char key[17] = "asdfghjklqwertzu";
    unsigned char iv[17] = "qwertzuiopasdfgh";
    unsigned char output[1024];
    size_t olen;
    size_t total_len = 0;

    mbedtls_cipher_context_t ctx;
    mbedtls_cipher_init(&ctx);
    mbedtls_cipher_set_padding_mode(&ctx, MBEDTLS_PADDING_PKCS7);
    mbedtls_cipher_setup(&ctx,
                         mbedtls_cipher_info_from_values(MBEDTLS_CIPHER_ID_AES, 128,
                                                         MBEDTLS_MODE_CBC));
    mbedtls_cipher_setkey(&ctx, key, 128, MBEDTLS_ENCRYPT);
    mbedtls_cipher_set_iv(&ctx, iv, 16);
    mbedtls_cipher_reset(&ctx);

    char aa[] = "hello world! test long padd";
    for (int offset = 0; offset < strlen(aa); offset += mbedtls_cipher_get_block_size(&ctx)) {
        int ilen = ((unsigned int) strlen(aa) - offset > mbedtls_cipher_get_block_size(&ctx)) ?
                   mbedtls_cipher_get_block_size(&ctx) : (unsigned int) (strlen(aa) - offset);

        char sub[100];

        strncpy (sub, aa + offset, ilen);
        unsigned char *sub2 = (unsigned char *) (sub);
        mbedtls_cipher_update(&ctx, sub2, ilen, output + total_len, &olen);
        total_len += olen;
    }
    mbedtls_cipher_finish(&ctx, output + total_len, &olen);
    total_len += olen;
    for (int i = 0; i < total_len; i++)
        printf("%02X", output[i]);
    mbedtls_cipher_free(&ctx);
    return 0;
}

Тест

Я добавил две дополнительные строчки:

for (int i = 0; i < total_len; i++)
    printf("%02X", output[i]);

Это дает результат:

2FE64A72125E30B15C376FD2142D36FA778142DC4FD4A1F36EECDBCDA19BFAA0

Если я немного изменю сторону Java и передам сообщение с помощью:

byte[] message = hexStringToByteArray("2FE64A72125E30B15C376FD2142D36FA778142DC4FD4A1F36EECDBCDA19BFAA0");

где hexStringToByteArray взят из этого ответа: https://stackoverflow.com/a/140861/2331445

На стороне Java я получаю следующий код:

public Optional<ByteString> test() {
    String encryptionKey = "asdfghjklqwertzu";
    String iv = "qwertzuiopasdfgh";
    byte[] message = hexStringToByteArray("2FE64A72125E30B15C376FD2142D36FA778142DC4FD4A1F36EECDBCDA19BFAA0");
    Security.addProvider(new BouncyCastleProvider());

    try {
        IvParameterSpec ivParameterSpec = new IvParameterSpec(iv.getBytes());
        SecretKeySpec skey = new SecretKeySpec(encryptionKey.getBytes(), "AES");
        Cipher cipherDecrypt = Cipher.getInstance("AES/CBC/PKCS7Padding");
        cipherDecrypt.init(Cipher.DECRYPT_MODE, skey, ivParameterSpec);
        return Optional.ofNullable(ByteString.copyFrom(cipherDecrypt.doFinal(message)));
    } catch (BadPaddingException | IllegalBlockSizeException | InvalidAlgorithmParameterException | InvalidKeyException | NoSuchAlgorithmException | NoSuchPaddingException e) {
        System.out.println("Error during message decryption: " + e);
    }
    return null;
}

что, наконец, дает следующий вывод на консоль отладки:

Optional[<ByteString@1e127982 size=27 contents="hello world! test long padd">]

Это исходное сообщение - так оно и работает.

person Stephan Schlecht    schedule 13.08.2020

В вашем коде все еще осталась одна проблема. Вам нужно будет настроить информацию о шифровании перед установкой режима заполнения. В противном случае функция mbedtls_cipher_set_padding_mode вернет ошибку

person user1610609    schedule 01.06.2021