.NET CryptoStream читает последний конец зашифрованного текста в Dispose() и взрывается

Question

Я озадачен тем, что кажется причудой.NET CryptoStream класс: его Dispose() Метод читает конец зашифрованного текста в поисках заполнения, которого не должно быть, и выдает CryprographicException в следствии.

Приведенная ниже программа на C# зашифровывает несколько байтов, изменяет размер массива зашифрованного текста, чтобы после конца зашифрованного текста было больше (бессмысленных) байтов, а затем пытается его расшифровать. Существенные моменты:

• Зашифрованный текст составляет 8 байтов, один блок шифрования 3DES. Так как я пишу только 6 байтов в CryptoStream и он использует PaddingMode.PKCS7 (по умолчанию), оставшиеся два байта в блоке заполняются значением заполнения 0x02.
• Размер массива зашифрованного текста впоследствии изменяется до 16 байтов, двух блоков 3DES. Второй блок - неинициализированная ерунда, недопустимый вывод шифра.
• При расшифровке я читаю ровно 6 байт из CryptoStream; Я не прошу его расшифровать в бессмысленную часть, и я не полагаюсь на то, что он распознает отступ, чтобы выяснить, когда он достигнет конца открытого текста.

Проблема в том, что при расшифровке CryptoStream"s Dispose() вызывается (автоматически в конце using блок), я получаю CryptographicException с сообщением "Плохие данные". Трассировка его стека показывает, что он выполнялся CryptoStream.FlushFinalBlock()и все 16 байтов были использованы из ciphertextStreamа не только 8, соответствующие фактическим зашифрованным данным.

Если я удалю строку, которая изменяет размер ciphertext массив, программа работает правильно. И если я сделаю tripleDes.Padding = PaddingMode.None перед расшифровкой программа также работает правильно - но это в основном делает байты заполнения частью открытого текста, поэтому я бы предпочел этого не делать. Очевидно, что проблема связана с дополнением; насколько я могу судить, он расшифровал этот второй блок и ожидает найти действительный PKCS7стиль заполнения в конце этого.

Так как я только читаю достаточно с CryptoStream требовать расшифровки одного блока, и этот блок является правильно дополненным последним блоком, а затем я закрываю CryptoStream не читая больше, почему поток думает, что ему нужно прочитать другой блок и искать дополнительные отступы? Почему он даже пытается потреблять больше ресурсов как часть своего Dispose()?

---

using System;
using System.IO;
using System.Linq;
using System.Security.Cryptography;

namespace Test
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            byte[] plaintext = { 0, 1, 2, 3, 4 };

            using (SymmetricAlgorithm tripleDes = TripleDESCryptoServiceProvider.Create())
            {
                // Encrypt the plaintext
                byte[] ciphertext;
                using (MemoryStream ciphertextStream = new MemoryStream())
                {
                    using (ICryptoTransform encryptor = tripleDes.CreateEncryptor())
                    {
                        using (CryptoStream cryptoStream = new CryptoStream(ciphertextStream, encryptor, CryptoStreamMode.Write))
                        {
                            cryptoStream.WriteByte((byte)plaintext.Length);
                            cryptoStream.Write(plaintext, 0, plaintext.Length);
                            cryptoStream.FlushFinalBlock();
                        }
                    }

                    ciphertext = ciphertextStream.ToArray();
                }

                // *** Add some non-ciphertext garbage to the end ***
                Array.Resize(ref ciphertext, ciphertext.Length + 8);

                // Now decrypt it again
                byte[] decryptedPlaintext;
                using (MemoryStream ciphertextStream = new MemoryStream(ciphertext, false))
                {
                    using (ICryptoTransform decryptor = tripleDes.CreateDecryptor())
                    {
                        using (CryptoStream cryptoStream = new CryptoStream(ciphertextStream, decryptor, CryptoStreamMode.Read))
                        {
                            int length = cryptoStream.ReadByte();

                            decryptedPlaintext = new byte[length];

                            int i = 0;
                            while (i < length)
                            {
                                int bytesRead = cryptoStream.Read(decryptedPlaintext, i, (length - i));
                                if (bytesRead == 0) break;
                                else i += bytesRead;
                            }
                        }  // CryptographicException: "Bad Data"
                    }
                }

                System.Diagnostics.Debug.Assert(decryptedPlaintext.SequenceEqual(plaintext));
            }
        }
    }
}

Answer 1

Вы сознательно добавляете мусор в конец потока и затем задаетесь вопросом, почему поток задыхается от мусора.

В криптографии все должно быть проверено очень тщательно, чтобы гарантировать, что злоумышленник не пытается что-то подлое. Если вы укажете заполнение PKCS7, то поток вправе проверить заполнение PKCS7 в конце, а право выбросить исключение, если он не найдет правильное заполнение в конце потока.

Поток не может знать, что фактический зашифрованный текст заканчивается в середине потока, а не в конце. Как вы ожидаете это знать? В crypto правило состоит в том, чтобы отмечать любые аномалии, а ошибочное заполнение в (видимом) конце потока - это то, что документация скажет вам, вызывает исключение.