C# 和 PHP 上的三重 DES 加密会产生不同的结果

我正在编写一个简单的登录加密系统，但有一个小问题。 C# 加密函数：

public static string EncryptString(string Message, string Passphrase)
{
    byte[] Results;
    System.Text.UTF8Encoding UTF8 = new System.Text.UTF8Encoding();

    // Step 1. We hash the passphrase using MD5
    // We use the MD5 hash generator as the result is a 128 bit byte array
    // which is a valid length for the TripleDES encoder we use below

    MD5CryptoServiceProvider HashProvider = new MD5CryptoServiceProvider();
    byte[] TDESKey = HashProvider.ComputeHash(UTF8.GetBytes(Passphrase));

    // Step 2. Create a new TripleDESCryptoServiceProvider object
    TripleDESCryptoServiceProvider TDESAlgorithm = new TripleDESCryptoServiceProvider();

    // Step 3. Setup the encoder
    TDESAlgorithm.Key = TDESKey;
    TDESAlgorithm.Mode = CipherMode.ECB;
    TDESAlgorithm.Padding = PaddingMode.PKCS7;

    // Step 4. Convert the input string to a byte[]
    byte[] DataToEncrypt = UTF8.GetBytes(Message);

    // Step 5. Attempt to encrypt the string
    try
    {
        ICryptoTransform Encryptor = TDESAlgorithm.CreateEncryptor();
        Results = Encryptor.TransformFinalBlock(DataToEncrypt, 0, DataToEncrypt.Length);
    }
    finally
    {
        // Clear the TripleDes and Hashprovider services of any sensitive information
        TDESAlgorithm.Clear();
        HashProvider.Clear();
    }

    // Step 6. Return the encrypted string as a base64 encoded string
    return Convert.ToBase64String(Results);
}

EncryptString("test", "123456")回报"Yjaqhc7RFds=".

php 中的相同代码：

  <?php
    $key = "123456";
    function pkcs7_pad($text, $blocksize)
    {
        $pad = $blocksize - (strlen($text) % $blocksize);
        return $text . str_repeat(chr($pad), $pad);
    }

    $input = pkcs7_pad("test", 16);
    $key = md5(utf8_encode($key), true);
    $td = mcrypt_module_open('tripledes', '', 'ecb', '');
    $iv = mcrypt_create_iv (mcrypt_enc_get_iv_size($td), MCRYPT_RAND);
    mcrypt_generic_init($td, $key, $iv);
    $encrypted_data = mcrypt_generic($td, $input);
    mcrypt_generic_deinit($td);
    mcrypt_module_close($td);

    echo base64_encode($encrypted_data);
?>

returns "dybhiZYdKG8pNCgCFkbV6g=="？我究竟做错了什么？

您遇到此问题是因为 Triple DES 的密钥大小为 168 位（21 字节），但 MD5 生成的哈希值只有 16 字节（128 位）长。

这意味着密钥必须扩展到 168 位，以便 Triple DES 可以工作。事实证明，这种从 128 位到 168 位的推导在 C# 中的工作方式与在 PHP 中的工作方式不同，因此有效使用的密钥不同，从而产生不同的加密数据。

现在你有两个选择：

选项 1：选择完全支持 128 位密钥的密码

如果您使用支持 128 位密钥的密码，则可以避免与密钥大小差异相关的所有问题。这将需要对您的代码进行最少的更改。例如，您可以使用 Rijndael (AES)。

C#： 改变TripleDESCryptoServiceProvider to RijndaelManaged.
其他一切都可以保持不变。(Demo) http://ideone.com/huPErj

PHP: Use MCRYPT_RIJNDAEL_128而不是三元组(Demo) http://ideone.com/TEU3zr:

function encrypt_pkcs7($str, $key)
{
    $key = md5(utf8_encode($key), true);
    $block = mcrypt_get_block_size(MCRYPT_RIJNDAEL_128, MCRYPT_MODE_ECB);
    $pad = $block - (strlen($str) % $block);
    $str .= str_repeat(chr($pad), $pad);

    $ciphertext = mcrypt_encrypt(MCRYPT_RIJNDAEL_128, $key, $str, MCRYPT_MODE_ECB);
    return base64_encode($ciphertext);
}

echo encrypt_pkcs7('test', '123456');

请注意，AES 的有效密钥大小大于 Triple DES。虽然 Triple DES 的密钥是 168 位长，但它只提供 112 位的安全性。如果我是你，我会选择这个选项。

选项 2：使用 192 位密钥而不是 128 位密钥

如果您使用的密钥比 Triple DES 实际使用的密钥大，C# 和 PHP 似乎就如何将其减少到 168 位达成了一致。您可以使用 SHA-256 等哈希函数来实现此目的，该函数生成 256 位哈希并将其修剪为 192 位（24 字节）：

C#: Use SHA256CryptoServiceProvider and Array.Copy获取 192 位密钥，并将其与程序的其余部分一起使用：(Demo) http://ideone.com/emTLD9

SHA256CryptoServiceProvider HashProvider = new SHA256CryptoServiceProvider();
byte[] temp = HashProvider.ComputeHash(UTF8.GetBytes(Passphrase));
byte[] key = new byte[24];
Array.Copy(temp, key, 24);

PHP: Use hash()使用 SHA-256 和substr()获取192位密钥

function encrypt_pkcs7($str, $key)
{
    // derive 192-bit key using SHA-256
    $key = substr(hash('sha256', $key, true), 0, 24);
    $block = mcrypt_get_block_size(MCRYPT_3DES, MCRYPT_MODE_ECB);
    $pad = $block - (strlen($str) % $block);
    $str .= str_repeat(chr($pad), $pad);

    $ciphertext = mcrypt_encrypt(MCRYPT_3DES, $key, $str, MCRYPT_MODE_ECB);
    return base64_encode($ciphertext);
}

echo encrypt_pkcs7('test', '123456');

我似乎无法提供 168 位密钥TripleDESCryptoServiceProvider，我不知道为什么。

其他考虑因素：

• 考虑使用 SSL；即使它是自签名证书。它胜过重新发明轮子，当涉及密码学时，这是一项特别危险的任务。

• 考虑使用 ECB 以外的操作模式（例如：CBC）。使用 ECB 会增加安全风险。阅读维基百科关于分组密码操作模式的文章 http://en.wikipedia.org/wiki/Block_cipher_modes_of_operation.

• 除非你绝对地需要有一个明文密码（很少有这种情况），您应该对密码进行哈希处理。读这篇关于保护密码的文章。 http://crackstation.net/hashing-security.htm

• 考虑使用适当的基于密码的密钥派生函数，例如PBKDF2 http://en.wikipedia.org/wiki/PBKDF2而不是 MD5 或 SHA 系列等通用哈希函数。这将使破解密钥变得更加困难。有关更多信息，请阅读上一个要点中的文章。