openssl 加解密简单探索_openssl enc

背景

在工作中用到了Java 的Blowfish加解密，后改为openssl命令实现，发现openssl有很多不熟悉的地方，进行了简单的探索，再此把这次探索的内容记录下来。主要是进行enc命令的探索。

命令说明

命令结构

openssl command [ command_opts ] [ command_args ]
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enc 命令

openssl enc -ciphername [-in filename] [-out filename] [-pass arg] [-e] 
 
[-d] [-a/-base64] [-A] [-k password] [-kfile filename] [-K key] [-iv IV] [-S salt]
 
[-salt] [-nosalt] [-z] [-md] [-p] [-P] [-bufsize number] [-nopad] [-debug] [-none] 
 
[-engine id]
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选项说明：

-ciphername：对称算法名称，此命令有两种使用方式：-ciphername方式或者省略enc直接使用ciphername。
 
-in filename：要加密/解密的输入文件，默认为标准输入。
 
-out filename：要加密/解密的输出文件，默认为标准输出。
 
-pass arg：输入文件如果有密码保护，指定密码来源。
 
-e：进行加密操作，默认操作。可以省略
 
-d：进行解密操作。
 
-a：使用base64编码对加密结果进行处理。加密后进行base64编码，解密前进行base64解密。
 
-base64：同-a选项。
 
-A：默认情况下，base64编码为一个多行的文件。使用此选项，可以让生成的结果为一行。解密时，必须使用同样的选项，否则读取数据时会出错。
 
-k：指定加密口令，不设置此项时，程序会提示用户输入口令。
 
-kfile：指定口令存放文件。可以从这个口令存放文件的第一行读取加密口令。
 
-K key：使用一个16进制的输入口令。如果仅指定-K key而没有指定-k password，必须用-iv选项指定IV。当-K key和-k password都指定时，用-K选项给定的key将会被使用，而使用password来产生初始化向量IV。不建议两者都指定。
 
-iv IV：手工指定初始化向量(IV)的值。IV值是16进制格式的。如果仅使用-K指定了key而没有使用-k指定password,那么就需要使用-iv手工指定IV值。如果使用-k指定了password，那么IV值会由这个password的值来产生。
 
-salt：产生一个随机数，并与-k指定的password串联，然后计算其Hash值来防御字典攻击和rainbow table攻击。
-S salt：使用16进制的salt。
 
-nosalt：表示不使用salt。
 
-z：压缩数据(前提是OpenSSL编译时加入了zip库)。
 
-md：指定摘要算法。如：MD5  SHA1  SHA256等。
 
-p：打印出使用的salt、口令以及初始化向量IV。
 
-P：打印出使用的salt、口令以及IV，不做加密和解密操作，直接退出。
 
-bufsize number：设置I/O操作的缓冲区大小。因为一个加密的文件可能会很大，每次能够处理的数据是有限的。
 
-nopad：没有数据填充(主要用于非对称加密操作)。
 
-debug：打印调试信息。
 
-none：不对数据进行加密操作。
 
-engine：指定硬件引擎。
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salt（盐）、-k（密码）、key （-K）、iv之间的关系探索

加解密的时候我们真正使用的-K iv来进行字符的加解密，但是我们有时并不输入长长的key和iv，而是使用密码（-k）,为了是防止字典攻击,彩虹表攻击我们使用salt。使用salt的时候默认都是随机生成的（-p可以打印出来），每次的key和iv都不一样，但是解密的时候却只需要知道密码就可以这是为什么？

不加salt情况

root@ucss2:~# echo -n "asd" | openssl enc -k "passwd" -a -bf-cbc -p -nosalt
*** WARNING : deprecated key derivation used.
Using -iter or -pbkdf2 would be better.
key=0D6BE69B264717F2DD33652E212B1731
iv =04B4A647B7C11AE7
Nmd5naBmros= 
root@ucss2:~# echo -n "asd" | openssl enc -k "passwd" -a -bf-cbc -p -nosalt
*** WARNING : deprecated key derivation used.
Using -iter or -pbkdf2 would be better.
key=0D6BE69B264717F2DD33652E212B1731
iv =04B4A647B7C11AE7
Nmd5naBmros=
#解密
root@ucss2:~# echo "Nmd5naBmros=" | openssl enc -k "passwd" -a -bf-cbc -p -nosalt -d 
*** WARNING : deprecated key derivation used.
Using -iter or -pbkdf2 would be better.
key=0D6BE69B264717F2DD33652E212B1731
iv =04B4A647B7C11AE7
asd
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每次的key和iv 都一样，所以生成base64密文都一样

加salt情况

root@ucss2:~# echo -n "asd" | openssl enc -k "passwd" -a -bf-cbc -p
*** WARNING : deprecated key derivation used.
Using -iter or -pbkdf2 would be better.
salt=7E30AD9247349924
key=E911329C8723C900503D78FEA94B9AC3
iv =DB89BEB4988CB164
U2FsdGVkX19+MK2SRzSZJKZFQRxafkGT
root@ucss2:~# echo -n "asd" | openssl enc -k "passwd" -a -bf-cbc -p
*** WARNING : deprecated key derivation used.
Using -iter or -pbkdf2 would be better.
salt=A568CC47507BFB58
key=14271A17828F2C5C4B542AF96DF80FBC
iv =4DB21FE1637E26E0
U2FsdGVkX1+laMxHUHv7WE7VSKbyzIVD
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root@ucss2:~# echo "U2FsdGVkX1+laMxHUHv7WE7VSKbyzIVD" | openssl enc -k "passwd" -a -bf-cbc -p -d 
*** WARNING : deprecated key derivation used.
Using -iter or -pbkdf2 would be better.
salt=A568CC47507BFB58
key=14271A17828F2C5C4B542AF96DF80FBC
iv =4DB21FE1637E26E0
asdroot@ucss2:~#  
root@ucss2:~# echo "U2FsdGVkX19+MK2SRzSZJKZFQRxafkGT" | openssl enc -k "passwd" -a -bf-cbc -p -d 
*** WARNING : deprecated key derivation used.
Using -iter or -pbkdf2 would be better.
salt=7E30AD9247349924
key=E911329C8723C900503D78FEA94B9AC3
iv =DB89BEB4988CB164
asdroot@ucss2:~# 
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因为salt是随机的，每次的key和iv都不一样，导致生成的密文每次都不相同，这个时候就有疑问了，生成密文的时候是通过pass和salt，为什么解密的时候确不用？？?(怀疑密文中有salt)

加密：passwd+salt(通过某些算法生成)>key iv
解密：同样需要key iv ，但是我们在解密的时候却只知道 passwd，要知道我们是对称加密，所以还需要找到和加密相同的key iv

通过二进制查看对比加salt和不加salt密文

root@ucss2:~# echo -n "asd" | openssl enc -k "passwd"  -bf-cbc -p -out salt.bin
*** WARNING : deprecated key derivation used.
Using -iter or -pbkdf2 would be better.
salt=965804FC4937FE54
key=559DA0581998B7E17AE08F3BBE296528
iv =E0037425FB5962EA 
root@ucss2:~# xxd salt.bin 
00000000: 5361 6c74 6564 5f5f 9658 04fc 4937 fe54  Salted__.X..I7.T
00000010: f55d bd06 2720 3eb8                      .]..' >.

root@ucss2:~# echo -n "asd" | openssl enc -k "passwd"  -bf-cbc -p -nosalt -out nosalt.bin
*** WARNING : deprecated key derivation used.
Using -iter or -pbkdf2 would be better.
key=0D6BE69B264717F2DD33652E212B1731
iv =04B4A647B7C11AE7
root@ucss2:~# xxd nosalt.bin 
00000000: 3667 799d a066 ae8b                      6gy..f..

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看出加salt的二进制文件比不加盐的多一行，另外哪一样里面存的就是salt信息（965804FC4937FE54）
这样咱们就可以很清楚就是因为在密文的开头放了salt所以我们能够只用密码就能够解密。

解密时，也需要指定是否有salt,不能有salt使用nosalt，也不能nosalt使用salt

root@ucss2:~# openssl enc -k "passwd"  -bf-cbc -p -in salt.bin -d -nosalt
*** WARNING : deprecated key derivation used.
Using -iter or -pbkdf2 would be better.
key=0D6BE69B264717F2DD33652E212B1731
iv =04B4A647B7C11AE7
bad decrypt
139660630045120:error:06065064:digital envelope routines:EVP_DecryptFinal_ex:bad decrypt:../crypto/evp/evp_enc.c:564:
ЗM
   ē Э`. 
root@ucss2:~# openssl enc -k "passwd"  -bf-cbc -p -in nosalt.bin -d 
error reading input file

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问题验证

密文的解密，既可以通过passwd也可以通过key iv，去解密。
但是在实际解密的时候

root@ucss2:~# openssl enc  -bf-cbc -p -in nosalt.bin -d  -K 0D6BE69B264717F2DD33652E212B1731 -iv 04B4A647B7C11AE7
salt=C0E4E7ACFE7F0000
key=0D6BE69B264717F2DD33652E212B1731
iv =04B4A647B7C11AE7
asdroot@ucss2:~# 
root@ucss2:~# 
root@ucss2:~# 
root@ucss2:~# openssl enc  -bf-cbc -p -in salt.bin -d  -K 559DA0581998B7E17AE08F3BBE296528 -iv E0037425FB5962EA
salt=802A80CAFC7F0000
key=559DA0581998B7E17AE08F3BBE296528
iv =E0037425FB5962EA
bad decrypt
140338444927424:error:06065064:digital envelope routines:EVP_DecryptFinal_ex:bad decrypt:../crypto/evp/evp_enc.c:564:
ªZBDL89¤?IMroot@ucss2:~# 
root@ucss2:~# openssl enc  -bf-cbc -p -in salt.bin -d  -K 559DA0581998B7E17AE08F3BBE296528 -iv E0037425FB5962EA -nosalt 
key=559DA0581998B7E17AE08F3BBE296528
iv =E0037425FB5962EA
bad decrypt
140719439557056:error:06065064:digital envelope routines:EVP_DecryptFinal_ex:bad decrypt:../crypto/evp/evp_enc.c:564:
ªZBDL89¤?IMroot@ucss2:~# 
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没有salt的可以通过key iv解密，但是有salt的却不能。

因为上面说过（passwd+salt(通过某些算法生成)>key iv） ，密文中带有salt。此时用key iv去解析完全不用salt 不用密码，只要把密文中的salt给删除就应该能用key iv解析。

进行salt.bin文件的改造

vim -b salt.bin
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执行
:%!xxd
删除第一行，然后更改第二行的序号。

更改后

:%!xxd -r
wq
保存退出。

root@ucss2:~# openssl enc  -bf-cbc -p -in salt.bin -d  -K 559DA0581998B7E17AE08F3BBE296528 -iv E0037425FB5962EA 
salt=A02A1A12FC7F0000
key=559DA0581998B7E17AE08F3BBE296528
iv =E0037425FB5962EA
asdroot@ucss2:~# 
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修改后加salt的密文也能够被解析出来。

结论

1. 在我们使用的时候最好加salt，同样的内容生成的密文却不同，这样可以保证我们的密文的安全性。
2. salt会在密文中保存，在解密的时候，通过密码和密文中的salt可以生成和加密时一样的key iv从而保证我们的密文能够正常的解密。
3. 有salt的密文我们可以修改然后通过key iv 就能正常进行解析（key iv 和密码同样重要）。
4. 知道 key iv 是否能反推密码，不能，因为生成key iv用到了md5（摘要算法）不能反推。
5. 使用 key iv 的能否加salt,不能，因为salt是为了生成key iv，已经有个key iv 之后salt就是无效的

相关文献

OpenSSL AES 算法中 Key 和 IV 是如何生成的？
Linux VIM编辑二进制文件
加盐的目的

注意事项

在进行字符串加密时用-n，否则加密字符串加密后带换行
echo -n “asd” | openssl enc -K 38653466333761623535636533373933 -iv 6662636463663630 -a -bf-cbc