Pycrypto：在ECB模式下使用AES进行“双重加密”不会产生纯文本

问题描述

这是cryptopals挑战（cryptopals.org）的一部分

以下代码对从上一轮获得的密文执行“加密”操作：

from Crypto.Cipher import AES


def ecb(plaintext,key):
    assert len(plaintext) == 16

    cipher = AES.new(key,AES.MODE_ECB)
    ciphertext = cipher.encrypt(plaintext)

    return ciphertext


if __name__ == '__main__':
    testbytes = b'a' * 16
    key = b'0' * 16

    ciphertext = ecb(testbytes,key)
    plaintext = ecb(ciphertext,key)

    assert testbytes == plaintext

从理论上讲，ECB非常简单，加密和解密模式之间的唯一区别是明文和密文交换位置：在加密中，输入明文，输出密文，在解密中，输入密文，输出明文，其余的都一样。因此，再次“加密”密文应产生纯文本，但此代码不能那样工作。如果我不得不猜测encrypt和decrypt所做的不只是应用块操作。无论如何，为什么双重加密无法按预期工作？

解决方法

测试您的假设是否应该在您的代码assert testbytes == plaintext中？

无论如何。加密由两部分组成，算法（此处为AES）和操作模式（此处为ECB）。该算法本身只能加密单个块。操作模式将其扩展到任何长度的纯文本。为了使您的假设正确无误，各个部分，算法和操作模式的各个处理步骤及其解密和加密的顺序必须相同。

关于ECB模式，您的假设是正确的，因为每个块都独立于其他块进行处理（这也使该模式不安全）。但是，对于AES，您的假设是不正确的，因为解密实际上是以reverse的顺序进行加密的，有关详细信息，请参见here。

检查后者的最简单方法是仅加密一个块而无需填充。由于ECB模式不使用IV，因此加密被简化为AES原语本身。不必禁用填充，因为PyCryptodome不会隐式填充（与许多其他库相比）。这种情况仅与您的代码相对应（尽管您必须检查testbytes和plaintext之间的相等性）。结果验证了使用AES进行的双重加密不会产生原始明文。

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