使用php的openssl_encrypt和python的pycrypt进行跨语言的对称加密和解密问题

最近有一个业务需求，需要前端传递一个密码到后端，期间要对传递的密码通过进行对称加密，我们约定使用成熟的AES加密方法。

前端使用php，后端用python，但是发现前端兄弟加密后的字符串，在python端解密后末尾总会有16字节长度的\x10字符内容，通过python的ord('\x10')输出可知，这就是数字16的Unicode code。

众所周知，在使用AES进行对称加密之前，需要将加密的内容长度补全至16的倍数。如果前端兄弟无法解决加密内容中总有额外的16字节\x10字符的问题，那么后端就要考虑多余的处理逻辑，看起来奇奇怪怪的。

于是我百度了下php的openssl_encrypt函数，发现其中option选项有4个：

- 0
- OPENSSL_RAW_DATA=1
- OPENSSL_ZERO_PADDING=2
- OPENSSL_NO_PADDING=3

其中赫然写着OPENSSL_NO_PADDING，字面意思很好理解了，应该就是就是不会自动追加（补全）的意思，再看前端兄弟用的是OPENSSL_RAW_DATA。于是替换为OPENSSL_NO_PADDING后，果然没有了\x10的内容，问题暂时解决了。

然后我又回头想了一想，为什么OPENSSL_RAW_DATA会自动追加一个16字节的\x10呢，这肯定是有原因的。

因为在之前的测试中，我们在调用php的openssl_encrypt函数之前，已经手动对加密的字符进行了补全，保证其长度是16的倍数。如果不补全会怎样？

我手动试了一下:

<?php
$str = '1234567890'
$add_data_zero_padding = openssl_encrypt($str, 'AES-128-CBC', $key,  $options=OPENSSL_ZERO_PADDING, $iv);
$add_data_no_padding = openssl_encrypt($str, 'AES-128-CBC', $key,  $options=OPENSSL_NO_PADDING, $iv);
$add_data_raw_data = openssl_encrypt($add_str, 'AES-128-CBC', 'eNg6geeCinee0kee',  $options=OPENSSL_RAW_DATA, 'nesejeiP6du0quie');

var_dump($add_data_zero_padding);
var_dump($add_data_no_padding);
var_dump($add_data_raw_data);

echo "base64 encode:\n";
var_dump(base64_encode($add_data_raw_data));
?>

然后输出结果就是:

bool(false)
bool(false)
string(32) "�q$B�7��*���vE0�+��J.8t�[Bt�"
base64 encode:
string(44) "jHEkQrs3hBG+DiqE/4B2RTCUK6wE5r1KLjh03VtCdPs="

果然，如果没有补全，那么OPENSSL_ZERO_PADDING和OPENSSL_NO_PADDING会加密失败。而OPENSSL_RAW_DATA加密的内容，解密后的字节内容是：

b'NulhIKidvmW6jaFK4T9uqJyuwrlEo\x03\x03\x03'

如此一来，其实不用去细看文档也能推理出OPENSSL_RAW_DATA自动补全的含义了，因为补全的内容最后还需要还原为原始字符串，怎么知道哪些字符是补全上去的，哪些字符是原始字符呢？

php逻辑是这样的，我补全的长度至少是1，最长是16，代表这个长度的数字，正好都可以用一个Unicode字符表示，比如1就是\x01，16就是\x10。

如果加密的内容长度是15字节，那么就在最后补全一个\x01，还原的时候，只需要读取最后一个字节内容，转换为数字，得到1，就知道加密前只追加了1个字节，那么就把末尾的1个字节内容去掉即可。

如果加密的内容长度正好是16字节呢，为了还原，那么就必须要在末尾追加16个\x10，还原的时候读取最后一个字节并转换为数字，就知道加密时候追加了16字节，那么把末尾的16个字节去掉即可。

其实用python代码表示这个补全和还原的逻辑如下：

BLOCK_SIZE = 16  # 16 Bytes
pad = lambda s: s + (BLOCK_SIZE - len(s) % BLOCK_SIZE) * chr(BLOCK_SIZE - len(s) % BLOCK_SIZE) # 至少会追加16字节的内容
unpad = lambda s: s[:-ord(s[len(s) - 1:])]

chr 和 ord 含义如下:

chr(i, /)
    Return a Unicode string of one character with ordinal i; 0 <= i <= 0x10ffff.

ord(c, /)
    Return the Unicode code point for a one-character string.