C# Aes Gcm/Aes Cbc-数据库存储-列设计

我的问题是，我实际上需要在DB重新加密的值中存储什么，以及如何专门用于GCM的nonce

为了便于参考，这两个答案提供了加密数据的示例代码： 和

据我所知，CBC要求静脉注射是完全随机的。我理解，对于CBC（以及所有真正的加密），密钥/IV应该始终是唯一的。如果重复，则CBC“不好”，如果使用GCM，则为基本缺陷。然而，GCM不需要完全随机，只要它从不重复

基于这些假设，我们计划在应用程序中的某个地方设置一个“密钥”（即，将密钥与数据库中的加密数据分开）。我们将每“n”个月滚动一次密钥，并且在生成新密钥（限制使用范围等）之前仅将其用于“x”个加密数，但是，我们将对两个或更多记录使用相同的“密钥”。因此，独特的键/iv开始发挥作用

注意：我们需要能够在以后再次读取数据并“使用”它。这不是单向加密

在设计DB时，我们将使用类似于以下内容的列

CBC模式的DB列（我在堆栈溢出上看到了类似的内容…很抱歉找不到链接）：

• ID（主键，int）（唯一）
• 加密值
• 盐
• 迭代
• （其他……标准事项，如创建日期等）

Gcm模式的Db列：

• ID（主键，int）（唯一）
• 加密值
• 关联文本
• （其他……标准事项，如创建日期等）

IV/Nonce处理问题

对于CBC模式，我们只打算使用例如Rfc2898DeriveBytes，从中获取IV，而不是存储它

对于GCM模式，这里的想法是执行以下操作：

首先保存记录并“获取”行的id

将行id转换为字节[16]。。。e、 g.（仅示例…）

var rowID=123456789.ToString（）；
var tempByte=新列表（16）；
tempByte.AddRange
（123456789.ToString（）
.选择（Convert.ToByte））；
如果（rowID.Length<16）
{
对于（变量i=0；i<（16-rowID.Length）；i++）
{
//注意：要填充其余部分的内容。。。。。
var someNewByteFromSecureRandom=new[]{Convert.ToByte（1）}；
Add（someNewByteFromSecureRandom[0]）；
}
}

将加密数据保存到行中

这样，对于GCM加密，nonce总是唯一的。即使我们总是使用同一把钥匙，钥匙/iv也不会重复。（注：据我们所知，这种方法不适用于CBC，因为它要求iv是真正随机的，而不是计数器）

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基本上，这两种方法都有问题吗？（使用GCM方法大纲获取nonce时，忽略记录的明显双重保存（插入/更新）。我们是否在保存一些我们不应该保存的东西？我们不是在保存我们应该保存的东西吗

假设：您只保护静止的数据，即不考虑在使用数据库时对数据的主动攻击

• CBC要求IV在攻击者看来是随机的，CBC可以使用加密计数器（行ID）作为IV
• 要将行ID用作nonce，需要使用行ID（转换为12字节的无符号大端数字）启动IV（最右边的字节）-最左边的字节应保持为空以实现最大兼容性
• 如果您已经有密钥，CBC不需要PBKDF2（所以不需要salt或迭代计数），您可以只存储一个随机IV而不是salt
• “关联文本”本身没有任何意义。GCM将其他相关数据（或AAD）作为输入参数。因此，AAD只是数据库中要包含在身份验证标记中的任何数据。GCM已经将IV包含在身份验证标签中，因此您不必包含行ID
• CBC对于静态数据来说已经足够了，因为没有人应该能够更改数据（这将是一个活跃的攻击者，对于静态数据来说这是不可能的）；也就是说，GCM会捕获任何错误的键/错误的数据错误，因此可以使用它简化应用程序的错误处理

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请注意，使用12字节的nonce将明文限制为2^36字节（64 GiB）。这对数据库条目来说应该不是问题（我希望如此）。如果遇到如此大的纯文本，您可能会抛出错误或运行时异常。

这更多是关于安全数据库设计，而不是编程。因此，我建议您不要使用StackOverflow（如果您决定移动，请在安全站点上创建帐户，输入新问题，在此处编辑问题，复制内容，粘贴到新问题，删除旧问题并发布新问题）。如果您这样做，请让我知道-我将在安全站点上删除我的答案和答案。技术上，我们保存一次来自用户的输入（最多200个字符），它再也不会离开系统。代码将使用该值，但这是在内部发生的，它永远不会传回给“人”。GCM似乎仍然更适合我们，但因为我们不想在更改后使用它。宁愿删除/删除该行。因此，“ID（通过第二个点作为nonce）、加密值AAD”对我们来说就足够了，密钥保持独立（且安全）。一个问题，但你的第一点是，为什么要为CBC使用加密的“计数器”？为什么不仅仅是“SecureRandom”这样的重复并不像GCM那么糟糕呢？可以从一个nonce创建一个足够随机的值。因此，在这种情况下，您可以像使用GCM一样使用行ID。在这种情况下，您可以保存条目/16字节。

    var rowID = 123456789.ToString();
    var tempByte = new List<byte>(16);
    tempByte.AddRange
    (123456789.ToString()
        .Select(Convert.ToByte));

    if (rowID.Length < 16)
    {
        for (var i = 0; i < (16 - rowID.Length); i++)
        {
        // Note: something to fill the rest.....
            var someNewByteFromSecureRandom = new[] {Convert.ToByte(1)};
            tempByte.Add(someNewByteFromSecureRandom[0]);
        }
    }