密钥和 IV 分配给 AES object 的目的是什么？

Question

在 MSDN for AES 中，我可以在示例中看到以下部分。

...
using (Aes aesAlg = Aes.Create())
{
  aesAlg.Key = Key;
  aesAlg.IV = IV;
  ICryptoTransform encryptor = aesAlg.CreateEncryptor(aesAlg.Key, aesAlg.IV);
  ...
} ...

我试图跳过将密钥和 IV 分配给 AES object （尽管像这样在创建加密器时设置它们。

...
using (Aes aesAlg = Aes.Create())
{
  //aesAlg.Key = Key;
  //aesAlg.IV = IV;
  ICryptoTransform encryptor = aesAlg.CreateEncryptor(Key, IV);
  ...
} ...

结果似乎没有什么不同。 但是，由于它是样本的一部分，我担心有一个重要的案例。 可能是我只尝试了没有显示的示例。

何时需要将密钥和 IV 分配给 AES object？

Answer 1

在第一个代码片段中，您已将值分配给对称算法 object 的Key和IV属性，因此在创建加密转换时无需再次传递它们。 在这种情况下，使用使用已分配的Key和IV的无参数重载来创建加密器/解密器。

using (Aes aesAlg = Aes.Create())
{
  aesAlg.Key = Key;
  aesAlg.IV = IV;
  ICryptoTransform encryptor = aesAlg.CreateEncryptor();
  // ...
}

第二个代码片段将使用传递的Key和IV参数创建相同的转换，而不考虑aesAlg.Key和aesAlg.IV值。 考虑以下：

using (Aes aesAlg = Aes.Create())
{
  aesAlg.Key = Key;
  aesAlg.IV = IV;
  ICryptoTransform encryptor = aesAlg.CreateEncryptor(someOtherKey, somOtherIV);
  // ...
}

这里， someOtherKey和someOtherIV用于创建转换，忽略aesAlg属性。 另一个需要考虑的例子：

using (Aes aesAlg = Aes.Create())
{
  ICryptoTransform encryptor = aesAlg.CreateEncryptor();
  // ...
}

现在， aesAlg.Key和aesAlg.IV属性都是null并且.CreateEncryptor()将使用它们来创建转换。 但是，该方法不会抛出任何异常，因为这些属性的 getter（按设计）不会返回null而是创建并分配随机值。

您可能想尝试以下方法：

private void SomeCaller()
{
    using (var crypto = Aes.Create())
    {
        // A random Key is generated...
        PrintHexValue(crypto.Key);
        // And assigned...
        PrintHexValue(crypto.Key);

        var pass = "Konrad Viltersten";
        var bytes = Encoding.UTF8.GetBytes(pass);
        var rfc = new Rfc2898DeriveBytes(pass, 
            new SHA256Managed().ComputeHash(bytes), 1000);
        var key = rfc.GetBytes(crypto.LegalKeySizes[0].MaxSize / 8);
        var iv = rfc.GetBytes(crypto.LegalBlockSizes[0].MinSize / 8);

        // Doesn't change the crypto.Key and crypto.IV properties...
        var encr = crypto.CreateEncryptor(key, iv);

        // The generated password-based key...
        PrintHexValue(key);
        // The random key remains...
        PrintHexValue(crypto.Key);

        crypto.Key = key;
        crypto.IV = iv;

        // The password-based key is assigned to the crypto.Key...
        PrintHexValue(crypto.Key);
    }
}

private void PrintHexValue(byte[] bytes) =>
    Console.WriteLine(BitConverter.ToString(bytes).Replace("-", string.Empty));

结论

您的第二个代码片段是创建加密转换的快捷方式。 例如，您将需要第一个在更广泛的范围内，例如这个。