pythonコードでopensslコマンドと同等の暗号化をしたい

Question

openssl enc -e aes-256-cbc -base64 -iv iv値 -k 暗号鍵 ファイル -in 暗号化前ファイル名 -out 暗号化後ファイル名　-md sha256

上記コマンドと同等のpythonコードを書きたいです

from cryptography.hazmat.primitives.ciphers import Cipher, algorithms, modes
from cryptography.hazmat.primitives import padding
from cryptography.hazmat.backends import default_backend
from base64 import b64encode

def test_enc():
    # IVとキーを16進数からバイトに変換
    iv = bytes.fromhex(iv値)
    key = hashlib.sha256(bytes.fromhex(キー))

    # ファイルを読み込む
    with open('before_encrypt.csv', 'rb') as f:
        data = f.read()

    # パディング処理
    padder = padding.PKCS7(128).padder()
    padder_data = padder.update(data) + padder.finalize()

    cipher = Cipher(algorithms.AES(key), modes.CBC(iv), backend=default_backend())
    encryptor = cipher.encryptor()

    # データを暗号化
    encrypted_data = encryptor.update(padder_data) + encryptor.finalize()

    # 暗号化されたデータをBase64エンコードしてファイルに書き込む
    with open('encrypted.csv', 'wb') as f:
        f.write(b64encode(encrypted_data))

ライブラリ変えたパターン

from Crypto.Cipher import AES
from base64 import b64encode
import hashlib
def test_enc():
    # IVとキーをバイトに変換
    iv = bytes.fromhex(iv値)
    key = hashlib.sha256(キー.encode()).digest()

    # ファイルの読み込み
    with open('before_encrypt.csv', 'rb') as f:
        data = f.read()

    # パディング処理
    padder = padding.PKCS7(128).padder()
    padder_data = padder.update(data) + padder.finalize()

    cipher = AES.new(key, AES.MODE_CBC, iv)

    # データを暗号化
    encrypted_data = cipher.encrypt(padder_data)

    # 暗号化されたデータをBase64エンコードしてファイルに書き込む
    with open('encrypted.csv', 'wb') as f:
        f.write(b64encode(encrypted_data))

このようなコードを書いているのですが、暗号化後のファイルの中身がopensslコマンドを実行する場合と全く異なるものになります。

例えばaaaaaaaaaとだけ書いた適当なファイルを暗号化してみた結果
openssl暗号化→U2FsdGVkX19p4HtziF4MIqmV58VE9860Tc1oyQ2x+oI=
コードによる暗号化→OgSvtBFb7lqtEJYWzcpUJA==

のようになります

-kオプションと-md sha256によるキーの変換が再現できていないように思われるのですが、なにかお気づきの方がいれば教えていただきたいです。

Comments

[ikedas]

どのように「暗号化後のファイルの中身がopensslコマンドを実行する場合と全く異なるものにな」るのか具体的に記してください。
このコメント欄に書くのではないです。質問文を編集して書いてください。

[8524ba23]

第三者が現象を再現できるような内容に質問を修正すると、もしかしたら回答が得られるかもしれません（得られないかもしれません）

[melian]

OpenSSL は salt を付けますが、cryptography は付けません。なので、openssl コマンドで暗号化する際に -nosalt オプションを付けると内容が同じになります。

openssl aes-256-cbc -e -base64 -nosalt -iv iv値 -k パスワード -in before_encrypt.csv -md sha256

それと、openssl コマンドの場合は message digest の最後に改行コード(0x0a)を付けます。改行コードがない場合、openssl コマンドによる復号の際にエラーが発生します。(bad decrypt) その場合は、-A オプションを付けます。
なお、-k 暗号鍵 と指定されていますが、小文字 k オプションは暗号鍵ではなくパスワードを指定するものです。

-k password
　　The password to derive the key from. This is for compatibility with previous versions of OpenSSL. Superseded by the -pass argument.

なので、

key = hashlib.sha256(bytes.fromhex(キー))

を、

key = hashlib.sha256(パスワード.encode()).digest()

に変更する必要があります。

Answer 1

openssl コマンドによる暗号化

$ cat before_encrypt.csv
aaaaaaaaa

# encrypt
$ openssl aes-256-cbc -e -base64 -iv E4E45516708E9491C8C8320FF2678F98 -k mypassword -in before_encrypt.csv -out encrypted_by_openssl.csv -md sha256
$ cat encrypted_by_openssl.csv
U2FsdGVkX18686yTZxIylhemWNePiAfViBzq7I4uE0s=

# extract salt, key and iv
$ openssl aes-256-cbc -d -base64 -iv E4E45516708E9491C8C8320FF2678F98 -k mypassword -in encrypted_by_openssl.csv -P
salt=3AF3AC9367123296
key=44CB6B070AF3ED5C52EFD1CC666F2B75EEA93F8E62EC2447D0F97F94E52C04B1
iv =E4E45516708E9491C8C8320FF2678F98

encrypt_with_aes-256-cbc.py

from cryptography.hazmat.primitives.ciphers import Cipher, algorithms, modes
from cryptography.hazmat.primitives import padding
from cryptography.hazmat.backends import default_backend
from base64 import b64encode
import hashlib

def test_enc(input_file, output_file, password, iv, salt):
    # パスワードとIVをセットアップ
    salt = bytes.fromhex(salt)
    password = hashlib.sha256(password.encode() + salt).digest()
    iv = bytes.fromhex(iv)

    # ファイルを読み込む
    with open(input_file, 'rb') as f:
        data = f.read()

    # パディング処理
    padder = padding.PKCS7(algorithms.AES.block_size).padder()
    padder_data = padder.update(data) + padder.finalize()

    cipher = Cipher(algorithms.AES(password), modes.CBC(iv), backend=default_backend())
    encryptor = cipher.encryptor()

    # データを暗号化
    encrypted_data = encryptor.update(padder_data) + encryptor.finalize()
    encrypted_data = b'Salted__' + salt + encrypted_data

    # 暗号化されたデータをBase64エンコードしてファイルに書き込む
    with open(output_file, 'wb') as f:
        f.write(b64encode(encrypted_data) + b'\n')

if __name__ == '__main__':
    password = 'mypassword'
    iv = 'E4E45516708E9491C8C8320FF2678F98'
    salt = '3AF3AC9367123296'
    input_file = 'before_encrypt.csv'
    output_file = 'encrypted_by_crypto.csv'
    test_enc(input_file, output_file, password, iv, salt)

Python スクリプトの実行結果と openssl コマンドによる暗号化データとの比較

$ python3 encrypt_with_aes-256-cbc.py
$ cat encrypted_by_crypto.csv
U2FsdGVkX18686yTZxIylhemWNePiAfViBzq7I4uE0s=

$ diff encrypted_by_openssl.csv encrypted_by_crypto.csv
$ echo $?
0
# 一致