尝试解密时 CryptoKit authenticationFailure

问题描述

我正在尝试使用 SymmetricKey 解密有效负载。我已经尝试过 ChaChapoly 和 AES.GCM 打开 SealedBox 但我仍然收到 CryptoKit.CryptoKitError.authenticationFailure 这是我的实现：

let iv: [UInt8] = [0x00,0x01,0x02,0x03,0x04,0x05,0x06,0x07,0x08,0x09,0x0A,0x0B,0x0C,0x0D,0x0E,0x0F]

func generatePair() {
        let priv = P256.KeyAgreement.PrivateKey()
        privateKey = priv
        publicKey = priv.publicKey
    }

func createSymmetricKey(serverPublicKeyPEM: String) -> SymmetricKey? {
        guard let privateKey = privateKey,let publicKey = publicKey else { return nil }
        do {
            let serverPubKey = try P256.KeyAgreement.PublicKey(pemRepresentation: serverPublicKeyPEM)
            let shared = try privateKey.sharedSecretFromKeyAgreement(with: serverPubKey)
            let symetricKey = shared.hkdfDerivedSymmetricKey(using: SHA256.self,salt: Data(bytes: iv,count: iv.count),sharedInfo: publicKey.rawRepresentation + serverPubKey.rawRepresentation,outputByteCount: 32)
            return symetricKey
        } catch {
            //Todo: Handle Error
            print("error \(error)")
            return nil
        }
    }

func decrypt(payload: String,symmetricKey: SymmetricKey) {
        guard let cipherText = Data(base64Encoded: payload) else { return }
        do {
//            let sealedBox = try ChaChapoly.SealedBox(combined: cipherText)
//            let decrypted = try ChaChapoly.open(sealedBox,using: symmetricKey)
            let sb = try AES.GCM.SealedBox(combined: cipherText)
            let decrypted = try AES.GCM.open(sb,using: symmetricKey)
            print("")
        } catch {
            print("error: \(error)") //here getting CryptoKit.CryptoKitError.authenticationFailure
        }
    }

我也知道后端的实现是怎样的：

public static String encrypt(String sessionKey,String devicePublicKey,String plainString) throws Exception {
        byte[] plain = Base64.getEncoder().encodetoString(plainString.getBytes(StandardCharsets.UTF_8)).getBytes();
        SecretKey key = generateSharedSecret(decodePrivateKey(sessionKey),decodePublicKey( devicePublicKey));
        Cipher encryptor = Cipher.getInstance("AES/CTR/nopadding",BouncyCastleProvider.PROVIDER_NAME);
        IvParameterSpec ivSpec = new IvParameterSpec(INITIALIZATION_VECTOR);
        encryptor.init(Cipher.ENCRYPT_MODE,key,ivSpec);
        return Base64.getEncoder().encodetoString(encryptor.doFinal(plain,plain.length));
    }

解决方法

问题可能在于初始化向量或您使用的随机数。计算字节数，我们得到总共 16 个 nonce 字节，即使 GCM 只需要 12 个。现在，使用 16 不一定好或坏，但 CryptoKit 实现在调用 AES.GCM.SealedBox(combined:) 时假定为 12 个字节。为了支持 16 个 nonce 字节，您必须改用 AES.GCM.SealedBox(nonce:ciphertext:tag:)。

let ciphertext = Data(...)

do {
    let nonce = try AES.GCM.Nonce(data: ciphertext[0 ..< 16]
    let message = ciphertext[16 ..< ciphertext.count - 16]
    let tag = ciphertext[ciphertext.count - 16 ..< ciphertext.count]
    
    let sb = try AES.GCM.SealedBox(nonce: nonce,ciphertext: ciphertext,tag: tag)
    let decrypted = try AES.GCM.open(sb,using: key)
} catch {
    print("Error: \(error)")
}

查看您的服务器代码，确保共享机密不仅仅是共享机密。 generateSharedSecret 听起来像是执行密钥交换后的秘密，但没有执行密钥派生（HKDF，如 Swift 代码中所示）。

还要深入研究您的服务器代码，确保您的响应数据包含随机数、加密消息和标签。一些加密实现迫使您自己进行这种连接。因此，您应该确保 return Base64(doFinal) 包含一个标签（仅限 GCM），而不是 doFinal（伪代码），并返回 Base64(nonce + encrypted message + tag)。同样，标签仅在使用 GCM 时。

正如评论中所提到的，GCM 和 CTR 是 AES 的不同操作模式。确保双方使用相同的，因此要么在 iOS 和服务器上使用 GCM，要么在 iOS 和服务器上使用 CTR。不这样做，总是会导致解密失败。

如果您想使用 CTR，则必须查看旧的 Apple 加密库 CommonCrypto。这个实现了 CTR，但不支持 GCM（因为该实现从未发布）。

最后一点，在使用 GCM 时，还要确保您的附加身份验证数据（如果有）正确。