C++ AES CTR模式-加密\加密解密+；-我做得对吗？

在我的应用程序中，我需要使用加密算法，该算法允许我在加密缓冲区中按请求的偏移量解密单个字节，而无需读取周围的块。我的选择是AES和CTR模式，使用Crypto++库。因为找不到好的例子，我自己写了：

unique_ptr<vector<byte>> GetIV(int counter)
{
    byte* counterPtr = (byte*)&counter;
    unique_ptr<vector<byte>> iv(new vector<byte>());
    for (int j = 0; j < 4; j++)
    {
        iv->push_back(counterPtr[j]);
    }
    return move(iv);
}

unique_ptr<vector<uint8_t>> Encrypt(const vector<uint8_t>& plainInput)
{
    unique_ptr<vector<uint8_t>> encryptedOutput(new vector<uint8_t>(plainInput.size()));

    for (int i = 0; i < plainInput.size(); i++)
    {
        auto iv = GetIV(i);
        CTR_Mode<AES>::Encryption encryptor(_key->data(), _key->size(), iv->data());
        byte encryptedValue = encryptor.ProcessByte(plainInput.at(i));
        encryptedOutput->at(i) = encryptedValue;
    }

    return move(encryptedOutput);
}

unique_ptr<vector<uint8_t>> Decrypt(const vector<uint8_t>& encryptedInput, int position)
{
    unique_ptr<vector<uint8_t>> decryptedOutput(new vector<uint8_t>(encryptedInput.size()));

    for (int i = 0; i < encryptedInput.size(); i++)
    {
        auto iv = GetIV(position + i);
        CTR_Mode<AES>::Decryption decryptor(_key->data(), _key->size(), iv->data());
        byte decryptedValue = decryptor.ProcessByte(encryptedInput.at(i));
        decryptedOutput->at(i) = decryptedValue;
    }

    return move(decryptedOutput);
}

unique_ptr GetIV（整数计数器）
{
字节*计数器=（字节*）&计数器；
唯一_ptr iv（新向量（））；
对于（int j=0；j<4；j++）
{
iv->推回（对策[j]）；
}
回迁（四）；
}
唯一\u ptr加密（常量向量和明文输入）
{
unique_ptr encryptedOutput（新向量（plainInput.size（））；
对于（int i=0；idata（），_-key->size（），iv->data（））；
byte encryptedValue=encryptor.ProcessByte（plainInput.at（i））；
encryptedOutput->at（i）=encryptedValue；
}
返回移动（加密输出）；
}
唯一\u ptr解密（常量向量和加密输入，int位置）
{
唯一的\u ptr解密输出（新向量（encryptedInput.size（））；
对于（int i=0；idata（），_-key->size（），iv->data（））；
byte decryptedValue=decryptor.ProcessByte（encryptedInput.at（i））；
decryptedOutput->at（i）=decryptedValue；
}
返回移动（解密输出）；
}

---

如您所见，我遍历输入缓冲区中的所有字节，并分别加密\解密每个字节，因为每个块都必须有唯一的计数器（在CTR模式下）。因为我需要能够解密随机字节，所以我需要和缓冲区大小一样多的块，对吗？我的解决方案有效，但速度非常慢。。。我做得对吗？或者也许有更有效的方法来做这件事？

不，你做得不对。您根本不需要遍历decrypt方法的输入

您只需为包含要解密字节的块计算正确的计数器。然后你可以用这个计数器作为IV值。现在您可以加密或解密密文块并检索正确的字节。不需要单独解密特定字节

---

因此，如果密码的块大小为16，IV/nonce为

f00000000000000f00000000000000h

，字节偏移量为260，则计数器/IV需要提前260/16=16=10h。然后

f00000000000000f00000000000000h

+10h=

f00000000000000f00000000000010

。然后解密第16个块并在偏移量3处获取第4个字节（260%16=4）。

您的代码有几个主要问题：

• 您正在使用未经验证的加密，这在大多数应用程序域中是不安全的。请改用

  AES-GCM

  ，它看起来很像

  AES-CTR

  。事实上，这是正确地提到了
• CTR模式的IV是16字节长，但您只使用4个字节。您的代码不仅计算错误，而且表现出未定义的行为
• IV是每个消息，而不是每个字节
• 由于您选择的IV错误，您的算法基本上减少到一次性pad，但不安全。如果您使用同一密钥加密两条消息，系统将被破坏

性能问题是您最不关心的。整个实现都是不正确和不安全的在尝试使用密码学之前，您必须系统地学习密码学，因为这不是一个您可以通过反复尝试学习的领域。设计一个通过所有单元测试的系统是很容易的，在你看来很好，但在训练有素的人看来完全失败了

---

我推荐。

你也许应该去参观一下。可能相关：回答不错，除了您推荐AES-GCM而不是AES-CTR。这个问题非常明确，需要使用随机访问进行解密。认证模式不提供这一点。