在python和swift之间交换加密消息

Question

我需要一个python代码和一个swift代码交换加密消息。

这是我尝试的:

1. Fernet

在审查了这些选项后，我认为对称密钥算法可以很好地工作。

在python中(像往常一样)，加密和解密是很简单的:

Fernet(key).encrypt(b"mdg") # encrypt
Fernet(key).decrypt(encryptedMsg) # decrypt

在swift中，它最初看起来很简单，像这样:

func encrypt(key: String, msg: String) throws -> String {
let data = Data(base64URL: key)!
let symetricKey = try! SymmetricKey(data: d)
let msgUtf8 = msg.data(using: .utf8)!
let sealBox = try! AES.GCM.seal(msgUtf8, using: symetricKey, nonce: nil)
return sealBox.combined.base64EncodedString();
}

然而，我一直无法在swift中找到匹配python的Fernet的算法。

ChaCha

在寻找这个问题的时候，我从Bram那里得到了这个惊人的答案。非常不幸的是，它只解决了我问题的一面:在python中加密消息并在swift中解码它们。我还需要反向处理。

如何解决这个问题?

Answer 1

首先，我们需要一种方法来创建安全的随机值来生成IV和密钥。您还可以使用CryptoKit的SymmetricKey生成密钥并从中提取数据，但现在，我将使用此函数。

extension Data {
static func secureRandom(ofSize size: Int) -> Data {
var output = [UInt8](repeating: 0, count: size)
_ = SecRandomCopyBytes(kSecRandomDefault, size, &output)
return Data(output)
}
}

然后我们需要计算AES CBC密文的可能性，这可以使用CommonCrypto完成。

func encrypt(plaintext: Data, key: Data, iv: Data) -> Data {
var encryptor: CCCryptorRef?
defer {
CCCryptorRelease(encryptor)
}
var key = Array(key)
var iv = Array(iv)
var plaintext = Array(plaintext)
CCCryptorCreate(CCOperation(kCCEncrypt), CCAlgorithm(kCCAlgorithmAES), CCOperation(kCCOptionPKCS7Padding), &key, key.count, &iv, &encryptor)
var outputBytes = [UInt8](repeating: 0, count: CCCryptorGetOutputLength(encryptor, plaintext.count, false))
CCCryptorUpdate(encryptor, &plaintext, plaintext.count, &outputBytes, outputBytes.count, nil)
var movedBytes = 0
var finalBytes = [UInt8](repeating: 0, count: CCCryptorGetOutputLength(encryptor, 0, true))
CCCryptorFinal(encryptor, &finalBytes, finalBytes.count, &movedBytes)
return Data(outputBytes + finalBytes[0 ..< movedBytes])
}

和带有SHA-256哈希函数的HMAC。我建议在这里使用CryptoKit的HMAC实现，但为了保持简单，我使用了CommonCrypto实现。

func computeHMAC(_ data: Data, using key: Data) -> Data {
var data = Array(data)
var key = Array(key)
var macOut = [UInt8](repeating: 0, count: Int(CC_SHA256_DIGEST_LENGTH))
CCHmac(CCHmacAlgorithm(kCCHmacAlgSHA256), &key, key.count, &data, data.count, &macOut)
return Data(macOut)
}

这将所有这些组合到下面的

let plaintext = Data("Hello world!".utf8)
let signingKey = Data.secureRandom(ofSize: kCCKeySizeAES128)
let cryptoKey = Data.secureRandom(ofSize: kCCKeySizeAES128)
let fernetKey = (signingKey + cryptoKey).base64EncodedString()
let version: [UInt8] = [0x80]
let timestamp: [UInt8] = {
let timestamp = Int(Date().timeIntervalSince1970).bigEndian
return withUnsafeBytes(of: timestamp, Array.init)
}()
let iv = Data.secureRandom(ofSize: kCCBlockSizeAES128)
let ciphertext = encrypt(plaintext: plaintext, key: cryptoKey, iv: iv)
let hmac = computeHMAC(version + timestamp + iv + ciphertext, using: signingKey)
let fernetToken = (version + timestamp + iv + ciphertext + hmac).base64EncodedString()
print("Fernet key: (fernetKey)")
print("Fernet token: (fernetToken)")

输出示例可以是

Fernet key: 7EwFlYNKTGfj+2fSgL3AUqtrRqRs4D1TWNK7t2XbGJQ=
Fernet token: gAAAAABivCLM0y0poDtGOohT1yK4XTDJppYPJdu4fuDTZ5tb9P9KP5ACgX8aJq4imsSdbzOCcvY3Tueo4FYbwyG+ZugozILL+Q==

可以在python中使用密码学。io的实现

from cryptography.fernet import Fernet
key = b'7EwFlYNKTGfj+2fSgL3AUqtrRqRs4D1TWNK7t2XbGJQ='
token = b'gAAAAABivCLM0y0poDtGOohT1yK4XTDJppYPJdu4fuDTZ5tb9P9KP5ACgX8aJq4imsSdbzOCcvY3Tueo4FYbwyG+ZugozILL+Q=='
Fernet(key).decrypt(token)
# b'Hello world!'