尝试使用 openssl/golang 解密已在 rails 中加密的字符串

Question

我正在尝试解密已在我的 rails 项目中加密的字符串。这就是我加密数据的方式：

def encrypt_text(text_To_encrypt)
        # 0. generate the key using command openssl rand -hex 16 on linux machines
        # 1. Read the secret from config
        # 2. Read the salt from config
        # 3. Encrypt the data
        # 4. return the encypted data
        # Ref: http://www.monkeyandcrow.com/blog/reading_rails_how_does_message_encryptor_work/
        secret = Rails.configuration.miscconfig['encryption_key']
        salt = Rails.configuration.miscconfig['encryption_salt']
        key = ActiveSupport::KeyGenerator.new(secret).generate_key(salt, 32)
        crypt = ActiveSupport::MessageEncryptor.new(key)
        encrypted_data = crypt.encrypt_and_sign(text_To_encrypt)
        encrypted_data
end

现在的问题是我无法使用 openssl 解密它。它只是显示坏的幻数。一旦我在 open ssl 中这样做，我的计划是在 golang 中解密它。

以下是我尝试使用 openssl 解密它的方法：

openssl enc -d -aes-256-cbc -salt -in encrypted.txt -out decrypted.txt -d -pass pass:<the key given in rails> -a

这只是显示了错误的幻数

Answer 1

尝试解密在不同系统中加密的数据是行不通的，除非您了解并处理两个系统如何进行加密的许多复杂细节。尽管 Rails 和 openssl 命令行工具都在后台使用 OpenSSL 库进行加密操作，但它们都以自己独特的方式使用它，无法直接互操作。

如果仔细观察这两个系统，您会看到例如：

Rails 消息加密器不仅加密消息而且签名它
Rails 加密器使用 Marshal 序列化输入数据
openssl enc 工具期望加密数据采用具有 Salted__<salt> header 的不同文件格式（这就是为什么您会得到 错误的幻数 来自 openssl)
必须正确配置 openssl 工具以使用与 Rails 加密器和密钥生成器相同的密码，因为 openssl 默认值不同于 Rails 默认值
默认密码配置自 Rails 5.2 以来发生了显着变化。

有了这些一般信息，我们就可以看一个实际的例子了。它在 Rails 4.2 中进行了测试，但在 Rails 5.1.

之前应该同样有效

Rails-encrypted 消息剖析

让我从您提供的稍微修改过的代码开始。唯一的变化是将 password 和 salt 预设为静态值并打印大量调试信息：

def encrypt_text(text_to_encrypt)
  password = "password" # the password to derive the key
  salt = "saltsalt" # salt must be 8 bytes

  key = ActiveSupport::KeyGenerator.new(password).generate_key(salt, 32)

  puts "salt (hexa) = #{salt.unpack('H*').first}" # print the saltin HEX
  puts "key (hexa) = #{key.unpack('H*').first}" # print the generated key in HEX

  crypt = ActiveSupport::MessageEncryptor.new(key)
  output = crypt.encrypt_and_sign(text_to_encrypt)
  puts "output (base64) = #{output}"
  output
end

encrypt_text("secret text")

当你运行这个时，你会得到类似下面的输出：

salt (hexa) = 73616c7473616c74
key (hexa) = 196827b250431e911310f5dbc82d395782837b7ae56230dce24e497cf07b6518
output (base64) = SGRTUXYxRys1N1haVWNpVWxxWTdCMHlyMk15SnQ0dWFBOCt3Z0djWVdBZz0tLTkrd1hBNWJMVm9HcnptZ3loOG1mNHc9PQ==--80d091e8799776113b2c0efd1bf75b344bf39994

最后一行（encrypt_and_sign 方法的输出）是由 -- 分隔的两部分组合而成（参见 source）：

加密消息（Base64 编码）和
消息签名（Base64 编码）。

签名对于加密并不重要，所以让我们看一下第一部分 - 让我们在 Rails 控制台中对其进行解码：

> Base64.strict_decode64("SGRTUXYxRys1N1haVWNpVWxxWTdCMHlyMk15SnQ0dWFBOCt3Z0djWVdBZz0tLTkrd1hBNWJMVm9HcnptZ3loOG1mNHc9PQ==")
=> "HdSQv1G+57XZUciUlqY7B0yr2MyJt4uaA8+wgGcYWAg=--9+wXA5bLVoGrzmgyh8mf4w=="

您可以看到解码后的消息再次由两个 Base64 编码的部分组成，由 -- 分隔（参见 source）：

加密信息本身
加密中使用的初始化向量

Rails 消息加密器默认使用 aes-256-cbc 密码 （请注意，自 Rails 5.2 以来已更改）。此密码需要一个初始化向量，它由 Rails 随机生成，并且必须存在于加密输出中，以便我们可以将其与密钥一起使用来解密消息。

此外，Rails 不会将输入数据加密为简单的纯文本，而是 数据的序列化版本 ，使用 Marshal默认情况下的序列化程序 (source)。如果我们用 openssl 解密这样的序列化值，我们仍然会得到初始纯文本数据的轻微乱码（序列化）版本。这就是为什么在 Rails 中加密数据时禁用序列化会更合适。这可以通过将参数传递给加密方法来完成：

  # crypt = ActiveSupport::MessageEncryptor.new(key)
  crypt = ActiveSupport::MessageEncryptor.new(key, serializer: ActiveSupport::MessageEncryptor::NullSerializer)

A re-run 的代码产生的输出比以前的版本稍短，因为加密数据现在还没有序列化：

salt (hexa) = 73616c7473616c74
key (hexa) = 196827b250431e911310f5dbc82d395782837b7ae56230dce24e497cf07b6518
output (base64) = SUlIWFBjSXRUc0JodEMzLzhXckJzUT09LS1oZGtPV1ZRc2I5Wi8zOG01dFNOdVdBPT0=--58bbaf983fd20459062df8b6c59eb470311cbca9

最后，我们必须找到一些关于加密密钥推导过程的信息。 source 告诉我们 KeyGenerator 使用 pbkdf2_hmac_sha1 算法和 2**16 = 65536 次迭代从密码/秘密中导出密钥。

`openssl` 加密消息剖析

现在，openssl 方需要进行类似的调查，以了解其解密过程的细节。首先，如果您使用 openssl enc 工具加密任何内容，您会发现输出具有 不同的格式 :

Salted__<salt><encrypted_message>

它以 Salted__ 魔术字符串 开头，然后是 salt（十六进制形式），最后是通过加密数据。为了能够使用此工具解密任何数据，我们必须将加密数据转换为相同的格式。

openssl 工具默认使用 EVP_BytesToKey (see source) 派生密钥，但可以配置为使用 pbkdf2_hmac_sha1 算法，使用 -pbkdf2 和 -md sha1 选项。可以使用 -iter 选项设置迭代次数。

如何解密 `openssl`

中的 Rails-encrypted 消息

所以，我们终于有了足够的信息来实际尝试解密 openssl 中的 Rails-encrypted 消息。

首先我们必须再次解码Rails-encrypted输出的第一部分以获得加密数据和初始化向量：

> Base64.strict_decode64("SUlIWFBjSXRUc0JodEMzLzhXckJzUT09LS1oZGtPV1ZRc2I5Wi8zOG01dFNOdVdBPT0=")
=> "IIHXPcItTsBhtC3/8WrBsQ==--hdkOWVQsb9Z/38m5tSNuWA=="

现在让我们使用 IV（第二部分）并将其转换为六角字符串形式，因为这是 openssl 需要的形式：

> Base64.strict_decode64("hdkOWVQsb9Z/38m5tSNuWA==").unpack("H*").first
=> "85d90e59542c6fd67fdfc9b9b5236e58"  # the initialization vector in hex form

现在我们需要获取 Rails-encrypted 数据并将其转换为 openssl 能够识别的格式，即在其前面添加魔术字符串和盐，并再次对其进行 Base64 编码：

> Base64.strict_encode64("Salted__" + "saltsalt" + Base64.strict_decode64("IIHXPcItTsBhtC3/8WrBsQ=="))
=> "U2FsdGVkX19zYWx0c2FsdCCB1z3CLU7AYbQt//FqwbE=" # encrypted data suitable for openssl

最后，我们可以构造ct openssl命令解密数据：

$ echo  "U2FsdGVkX19zYWx0c2FsdCCB1z3CLU7AYbQt//FqwbE=" | 
> openssl enc -aes-256-cbc -d -iv 85d90e59542c6fd67fdfc9b9b5236e58 \
>   -pass pass:password -pbkdf2 -iter 65536 -md sha1 -a
secret text

瞧，我们成功解密了初始消息！

openssl参数如下：

-aes-256-cbc 设置与 Rails 相同的密码用于加密
-d代表解密
-iv以十六进制字符串形式传递初始化向量
-pass pass:password 将用于导出加密密钥的密码设置为 "password"
-pbkdf2 和 -md sha1 设置与 Rails (pbkdf2_hmac_sha1)
-iter 65536 设置与 Rails
-a 允许使用 Base64 编码的加密数据 - 无需处理文件中的原始字节

默认情况下 openssl 从 STDIN 读取，因此我们只需使用 echo 将加密数据（以正确的格式）传递给 openssl。

调试

如果您在使用 openssl 解密时遇到任何问题，将 -P 参数添加到命令行会很有用，它会输出有关密码/密钥参数的调试信息：

$ echo ... | openssl ... -P
salt=73616C7473616C74
key=196827B250431E911310F5DBC82D395782837B7AE56230DCE24E497CF07B6518
iv =85D90E59542C6FD67FDFC9B9B5236E58

salt、key和iv值必须对应上面打印的encrypt_text方法中原始代码打印的调试值。如果它们不同，你就知道你做错了什么......

现在，我想您在尝试解密消息时可能会遇到类似的问题，但我认为您现在有一些很好的建议可以开始。

尝试使用 openssl/golang 解密已在 rails 中加密的字符串

Trying to decrypt a string using openssl/golang which has been encrypted in rails

ruby

openssl

ruby-on-rails

encryption-symmetric

Rails-encrypted 消息剖析

`openssl` 加密消息剖析

如何解密 `openssl`

调试

尝试使用 openssl/golang 解密已在 rails 中加密的字符串

Trying to decrypt a string using openssl/golang which has been encrypted in rails

ruby

openssl

ruby-on-rails

encryption-symmetric

Rails-encrypted 消息剖析

openssl 加密消息剖析

如何解密 openssl

调试

`openssl` 加密消息剖析

如何解密 `openssl`