Шифрование AES с помощью CryptoJS, искажающее эмодзи Unicode

Предупреждение. Очень сложно получить правильный криптографический код. Это может быть еще сложнее в JavaScript, где вам часто не хватает контроля над средой выполнения и (как обсуждается ниже) отсутствие языковой поддержки приводит к несогласованным соглашениям. Я недостаточно исследовал библиотеку CryptoJS, чтобы знать о ее конструкции или безопасности, а также о том, безопасно ли она используется в этом контексте.

Пожалуйста, не полагайтесь на какой-либо из этих кодов, чтобы быть действительно безопасным без профессионального аудита.

Распространенной проблемой при работе с криптографическим кодом в JavaScript было отсутствие встроенного способа представления двоичных данных. Это было решено в современных движках (с типами Blobs и TypedArrays в браузере и Buffers в Node.js), но все еще есть много кода, который не использует это преимущество по историческим причинам или по причинам совместимости.

Без этих встроенных типов одно общее соглашение (используемое встроенными atob и btoa) заключается в использовании встроенного строкового типа для хранения двоичных данных. Строка JavaScript на самом деле представляет собой список двухбайтовых значений (обычно содержащих символы Unicode в кодировке UCS-2/UTF-16). Пользователи, желающие хранить двоичные данные, часто просто используют младший байт, полностью игнорируя старший байт.

Если вы работаете только с данными, совместимыми с ASCII, вам может сойти с рук игнорирование этих деталей при использовании подобного кода (т. е. все будет работать, но могут быть тонкие последствия для безопасности). Это связано с тем, что текст, закодированный как ASCII, выглядит так же, как текст, закодированный как UTF-16, с удаленными старшими байтами. Но когда вы выходите за рамки этого, вам нужно выполнить кодирование.

Наиболее правильно (кроме использования реального двоичного типа) было бы взять входную строку символов, закодировать ее в UTF-8 и поместить эти данные в младшие байты выходной строки. Однако в JavaScript нет встроенной функции для этого. В качестве грубой, но простой альтернативы можно использовать функцию encodeURIComponent будет кодировать любую допустимую строку Unicode в представление на основе UTF-8 полностью безопасных для URL-адресов символов, которые все ASCII-совместимы. В случае вашего кода это будет означать что-то вроде этого:

var key = "123";
var content = "secret text with an emoji, ????";

var encrypted = aes_encrypt(key, encodeURIComponent(content));

var decrypted = decodeURIComponent(aes_decrypt(key, encrypted));

Если у вас много небезопасных для URL-адресов символов, это может привести к тому, что закодированные данные будут намного больше, чем необходимо, но это должно быть безопасно. Кроме того, encodeURIComponent, по-видимому, выдаст ошибку для строк, содержащих «непарные суррогатные символы». Я не думаю, что это должно происходить при обычном вводе, но кто-то может их создать.

Я ожидаю, что в CryptoJS есть более правильный способ обработки подобных вещей, но я о нем не знаю. Пожалуйста, подумайте об этом подробнее, если вы планируете развернуть этот код для общего пользования.

CryptoJS способен преобразовывать строку в кодировке UTF-8 в собственный двоичный формат данных (WordArray). Это можно сделать с помощью var binData = CryptoJS.enc.Utf8.parse(string);:

var password = "123";
var content = "secret text with an emoji, ????";

inContent.innerHTML = content;

var encrypted = aes_encrypt(password, content);
var decrypted = aes_decrypt(password, encrypted);

out.innerHTML = decrypted;

function aes_encrypt(password, content) {
  return CryptoJS.AES.encrypt(content, password).toString();
}

function aes_decrypt(password, encrypted) {
  return CryptoJS.AES.decrypt(encrypted, password).toString(CryptoJS.enc.Utf8);
}

#inContent { color: blue; }
#out { color: red; }    

<script src="https://cdn.rawgit.com/CryptoStore/crypto-js/3.1.2/build/rollups/aes.js"></script>
<div>in: <span id="inContent"></span></div>
<div>out: <span id="out"></span></div>

Это работает, потому что если строка передается как содержимое в CryptoJS.AES.encrypt, она будет автоматически проанализирована как UTF-8, но вам нужно преобразовать ее обратно в UTF-8 после расшифровки самостоятельно. Это делается с помощью .toString(CryptoJS.enc.Utf8).

Этот код только демонстрирует, что CryptoJS уже очень хорошо обрабатывает UTF-8. Это небезопасно, потому что

• MD5 с одной итерацией используется для получения ключа из пароля. Вам нужно будет использовать что-то вроде PBKDF2, который предоставляет CryptoJS. (Не забывайте каждый раз использовать случайный IV. Он не обязательно должен быть секретным, поэтому вы можете отправить его вместе с зашифрованным текстом.)

• Зашифрованный текст не аутентифицируется, что делает маловероятным обнаружение (злонамеренных) манипуляций с зашифрованными данными. Лучше аутентифицировать ваши зашифрованные тексты, чтобы такие атаки, как атака оракула заполнения, были невозможны. Это можно сделать с помощью аутентифицированных режимов, таких как GCM или EAX, или с помощью схемы зашифровать-затем-MAC со строгим MAC, например HMAC-SHA256, который предоставляет CryptoJS.