6. 基於口令的加密方案
有兩個基於口令的加密PBES方案，如下表。
表5.1 基於口令的加密方案PBES1和PBES2對比
（hLen爲HASH函數的輸出長度）
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項目 |
PBES1 |
PBES2 |
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使用的PBKDF |
PBKDF1 |
PBKDF2 |
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使用的密碼算法 |
DES / RC2 – CBC模式 |
AES-CBC-Pad |
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使用 |
不推薦 僅兼容PKCS5 v1.5 |
推薦使用 |
- AES-CBC-Pad是AES算法，密鑰16/24/32字節，分組16字節，IV16字節。
- 根據PKCS#5的附錄B.2.4 RC5-CBC-Pad 提到的RC5-128的填充方式，猜測AES-CBC-Pad的填充方式爲：the padding string consists of 16-(||M||mod 16) octets each with value 16-(||M|| mod 16).
6.1 PBES1
PBES中對消息填充的方案（EM = M || PS）爲：
- 記T = 8-(#M mod 8)，
- 填充數據PS爲連續T個字節且每個字節值均爲T的字符串。
- 例：若#M mod 8 = 7，PS = 01
- 例：若#M mod 8 = 0，PS = 08 08 08 08 08 08 08 08
- 此填充規則來至於RFC 1423。
6.1.1 PBES1-ENC
函數：C = PBES1-ENC (M, P, S, c)
功能：基於口令的加密方案PBES1的加密算法
輸入參數：
- M：明文。
- P：口令，任意長度的字符串（通常爲ASCII 或UTF-8字符）。
- S：鹽值，8字節。無需保密，增加密文多變性。
- c：迭代次數，越大越好，建議不小於1000。
內部參數：
- ENC-CBC：加密函數CBC模式（如AES-ENC-CBC）。
返回數據：
- C：密文。
執行步驟：
步驟1：生成導出密鑰，DK = PBKDF1 (P, S, c, 16)。
步驟2：生成加密密鑰K（DK的高8字節）和初始化向量IV（DK的低8字節）：
K = DK[0...7], IV = DK[8...15] .
步驟3：生成編碼後的消息（記T = 8-(#M mod 8)）
EM = M || PS，
其中填充數據PS爲連續T個字節且每個字節值均爲T的字符串。
- 例：若#M mod 8 = 7，PS = 01
- 例：若#M mod 8 = 0，PS = 08 08 08 08 08 08 08 08
步驟4：CBC加密：C = ENC-CBC(K, IV, EM)。
步驟5：輸出密文C。
6.1.2 PBES1-DEC
函數：M = PBES1-DEC (C, P, S, c)
功能：基於口令的加密方案PBES1的解密算法
輸入參數：
- C：密文。
- P：口令，任意長度的字符串（通常爲ASCII 或UTF-8字符）。
- S：鹽值，8字節。無需保密，增加密文多變性。
- c：迭代次數，越大越好，建議不小於1000。
內部參數：
- DEC-CBC：解密函數CBC模式（如AES-DEC-CBC）。
返回數據：
- M：明文。
執行步驟：
步驟1：生成導出密鑰，DK = PBKDF1 (P, S, c, 16)。
步驟2：生成加密密鑰K（DK的高8字節）和初始化向量IV（DK的低8字節）：
K = DK[0...7], IV = DK[8...15] .
步驟3：CBC解密：EM = DEC-CBC(K, IV, C)。
步驟4：解碼生成編碼後的消息
M || PS = EM。
記T 爲EM最後一個字節的值，填充數據PS爲連續T個字節且每個字節值均爲T的字符串。如果PS不滿足要求（1）：T=1,2,...,8；（2）PS的T個字節的值都爲T；則填充數據格式驗證失敗，返回錯誤。
步驟5：輸出明文M。
6.2 PBES2
PBES中對消息填充的方案（EM = M || PS）爲：
- 記T = 8-(#M mod 8)，
- 填充數據PS爲連續T個字節且每個字節值均爲T的字符串。
- 例：若#M mod 8 = 7，PS = 01
- 例：若#M mod 8 = 0，PS = 08 08 08 08 08 08 08 08
- 此填充規則來至於RFC 1423。
6.2.1 PBES2-ENC
函數：C = PBES2-ENC (M, P, S, c)
功能：基於口令的加密方案PBES2的加密算法
輸入參數：
- M：明文。
- P：口令，任意長度的字符串（通常爲ASCII 或UTF-8字符）。
- S：鹽值，8字節。無需保密，增加密文多變性。
- c：迭代次數，越大越好，建議不小於1000。
內部參數：
- dkLen：導出密鑰DK的字節長度。
返回數據：
- C：密文。
執行步驟：（PKCS#5未詳細描述dkLen、K和IV的獲取，相關內容爲揣測）
步驟1：根據選擇的密碼算法AES-CBC-Pad確定dkLen（自定義）。
步驟2：生成導出密鑰，DK = PBKDF2 (P, S, c, dkLen)。
步驟3：加密：C = AES-CBC-Pad.ENC(DK, M)。（涉及K和IV的劃分，自定義）
步驟4：輸出密文C。
根據PKCS#5的附錄B.2.4 RC5-CBC-Pad 提到的RC5-128的填充方式，猜測AES-CBC-Pad的填充方式爲：the padding string consists of 16-(||M||mod 16) octets each with value 16-(||M|| mod 16).
6.2.2 PBES2-DEC
函數：M = PBES2-DEC (C, P, S, c)
功能：基於口令的加密方案PBES2的解密算法
輸入參數：
- C：密文。
- P：口令，任意長度的字符串（通常爲ASCII 或UTF-8字符）。
- S：鹽值，8字節。無需保密，增加密文多變性。
- c：迭代次數，越大越好，建議不小於1000。
內部參數：
- dkLen：導出密鑰DK的字節長度。
返回數據：
- M：明文。
執行步驟：（PKCS#5未詳細描述dkLen、K和IV的獲取，相關內容爲揣測）
步驟1：根據選擇的密碼算法AES-CBC-Pad確定dkLen（自定義）。
步驟2：生成導出密鑰，DK = PBKDF2 (P, S, c, dkLen)。
步驟3：解密：M = AES-CBC-Pad.DEC(DK, C)。（涉及K和IV的劃分，自定義）
步驟4：輸出明文M。