名前¶

Crypt::CBC - 暗号ブロック連鎖(Cipher Block Chaining)モードでデータを暗号化します

概要¶

  use Crypt::CBC;
  $cipher = Crypt::CBC->new( {'key'             => 'my secret key',
                              'cipher'          => 'Blowfish',
                              'iv'              => '$KJh#(}q',
                              'regenerate_key'  => 0,   # default true
                              'padding'         => 'space',
                              'prepend_iv'      => 0
                           });
  
  $ciphertext = $cipher->encrypt("This data is hush hush");
  $plaintext = $cipher->decrypt($ciphertext);
  
  $cipher->start('encrypting');
  open(F,"./BIG_FILE");
  while (read(F,$buffer,1024)) {
      print $cipher->crypt($buffer);
  }
  print $cipher->finish;

説明¶

このモジュールは暗号化方法 暗号ブロック連鎖(cipher block chaining mode (CBC))の Perlだけによる実装です。DESやIDEAのようなブロック暗号と組み合わせ、 任意の長さのメッセージを暗号化し復号化することができます。 暗号化されたメッセージはSSLeayにより使われる暗号化フォーマットと 互換性があります。

このモジュールを利用するためには、まずnew()でCrypt::CBC暗号オブジェクトを 生成します。暗号作成の時点で、利用する暗号化キーとオプションでブロック暗号化 アルゴリズムを指定します。暗号化あるいは復号化処理を初期化するためにstart() メソッドを呼び出し、１つあるいは複数のデータブロックを暗号化あるいは 復号化するために呼び出し、最後に最後のブロックを埋め込み、暗号化するため finish()を呼びます。便利になるように、一度にデータの値全体を 処理するためencrypt() と decrypt()を呼び出すことが出来ます。

new()¶

  $cipher = Crypt::CBC->new( {'key'             => 'my secret key',
                              'cipher'          => 'Blowfish',
                              'iv'              => '$KJh#(}q',
                              'regenerate_key'  => 0,   # デフォルトはtrue
                              'padding'         => 'space',
                              'prepend_iv'      => 0
                           });
  
  # あるいは (以前のバージョンとの互換性のため)
  $cipher = new Crypt::CBC($key,$algorithm);

new()メソッドは新しいCrypt::CBCオブジェクトを作成します。

任意の長さの任意の一連の文字にすることができる、暗号化/復号化キーを 与えなければなりません。regenerate_keyがfalseの値として指定されなければ、 実際に使われるキーは、あなたが与えたキーのMD5ハッシュから派生されます。 cipherはオプションで、他に指定されなければDESがデフォルトになります。 あらかじめインストールしておいた互換性のあるブロック暗号であれば なんでも使うことができます。現在、これにはCrypt::DES、Crypt::DES_EDE3、 Crypt::IDEA、Crypt::Blowfish、そして Crypt::Rijndaelが含まれます。 それらのフルネーム("Crypt::IDEA")か省略形("IDEA")を使って、それらを 参照することができます。

newへのオプションの'iv'というキーを渡すことによって、あるいは $cipher->start()を呼び出す前に$cipher->set_initialization_key($iv) を呼び出すことによって、初期化ベクトルが指定することができます。 暗号化されたテキストが正規表現/^RandomIV.{8}/にマッチするテキストで 表されているのであれば、IVは復号化のさいには無視されます。その場合には "RandomIV"の後ろに付く8文字がIVとして使われます。暗号化するとき、 デフォルトでは暗号化されたテキストは"RandomIV<IV>"(16 バイト)で 表されます。これを無効にするためには、'prepend_iv'を falseの値に設定してください。パディング方法は'padding'オプションによって 指定することができます。何もパディング方法が指定されなければ、 PKCS#5("標準")によるパディングが想定されます。

start()¶

   $cipher->start('encrypting');
   $cipher->start('decrypting');

start()メソッドは一連の暗号化、復号化の段階のためにcipherを準備し、 必要であればcipherの内部の状態を再設定します。 暗号化(encryption)あるいは復号化(dencryption)のどちらを望んでいるのかを 示す文字列を与える必要があります。"E"、あるいは"e"で始まる任意の単語は 暗号化を示します。"D"、あるいは"d"で始まる任意の単語は復号化を示します。

crypt()¶

   $ciphertext = $cipher->crypt($plaintext);

start()を呼び出した後、望んでいるデータを暗号化するため必要なだけ crypt()を呼び出さなければなりません。

finish()¶

   $ciphertext = $cipher->finish();

暗号化アルゴリズムのブロックサイズ(典型的には8バイト)の余りがない倍数に なるまで、CBCアルゴリズムはデータブロックを内部的にバッファしなければ なりません。最後のcrypt()呼び出しの後、finish()を呼ばなければなりません。 これは内部バッファを完了させ、残っている暗号化テキストを返します。

典型的なアプリケーションでは、以下のようなループの中でファイルあるいは 入力ストリームから平文を読み込み、結果を標準出力に出力することになる でしょう:

  $cipher = new Crypt::CBC('hey jude!');
  $cipher->start('encrypting');
  print $cipher->crypt($_) while <>;
  print $cipher->finish();

encrypt()¶

  $ciphertext = $cipher->encrypt($plaintext)

この便利な関数は、与えられた平文を処理し、対応する暗号テキストを返す、 start()、crypt()そして finish()の全体の流れを、あなたに代わって 実行します。

decrypt()¶

  $plaintext = $cipher->decrypt($ciphertext)

この便利な関数は、与えられた暗号テキストを処理し、対応する平文を返す、 start()、crypt()そして finish()の全体の流れを、あなたに代わって 実行します。

encrypt_hex(), decrypt_hex()¶

  $ciphertext = $cipher->encrypt_hex($plaintext)
  $plaintext  = $cipher->decrypt_hex($ciphertext)

これらは16進表現の暗号テキストを処理する便利な関数です。 encrypt_hex($plaintext)は、unpack('H*',encrypt($plaintext))と まったく同じです。例えば暗号化されたものを入れたい場合には便利でしょう。

get_initialization_vector()¶

  $iv = $cipher->get_initialization_vector()

この関数は暗号化、復号化で使われるIVを返します。 この関数はnew()で何も指定されなければ暗号化のときに使われる、 乱数(random)IVを判定するときにも便利です。 暗号化のときにはstart()が呼び出されるまで、復号化のときには crypt()が最初に呼ばれるまで、IVは設定されるかは保障されません。

set_initialization_vector()¶

  $cipher->set_initialization_vector('76543210')

この関数は暗号化そして/あるいは復号化で使用されるIVを設定します。この 関数はIVが復号化される暗号テキスト文字列にIVが入っていなければ、 あるいは暗号化のために特定のIVにしたいのであれば便利でしょう。 もし設定されなければ、乱数のIVが生成されます。 暗号化のときにはstart()が呼び出されるまで、復号化のときには crypt()が最初に呼ばれるまで、IVは設定されるかは保障されません。

パディング方法¶

パディング方法を変更するためには'padding'オプションを使ってください。

平文の最後のブロックがブロックサイズよりも短いとき、それはパディング されなければなりません。パディング方法には以下のものがあります: "standard"(つまりPKCS#5)、"oneandzeroes"、 "space"、 そして "null"。

   standard: (デフォルト) バイナリに対しても安全
      切り落されるべきバイト数で埋められます。そのためブロックサイズが
      8であれば、"0A0B0C"は"05"で埋められ、結果は"0A0B0C0505050505"に
      なります。もし最後のブロックがブロック全体で、ブロックサイズが8で
      あれば、"0808080808080808"というブロックが追加されます。

   oneandzeroes: バイナリに対しても安全
      ブロックを一杯にするだけ必要なだけの"00"がついた"80"で
      埋められます。もし最後のブロックがブロック全体で、
      ブロックサイズが8であれば、"8000000000000000"というブロックが
      追加されます。

   null: テキストのみ
      ブロックを一杯にするために必要なだけ"00"で埋めます。最後の
      ブロックがブロック全体で、ブロックサイズが8であれば、
      "0000000000000000"というブロックが追加されます。

   space: テキストのみ
      "null"と同じ。ただし"20"でおこないます。

standard と oneandzeroes の2つのパディングはバイナリに対しても安全です。 space と null のパディングはテキスト・データにたいしてのみ推奨されます。 あなたがどのパディングを使うのかは、(Crypt::CBCライブラリではない)外部と 通信したいかどうかによります。もしそうのような場合であれば、互換性のある どんなパディング方法でも使ってください。

カスタムのパディング関数を渡すことも出来ます。こうした場合には、 以下のような引数をとる関数を作成してください:

   $padded_block = function($block,$blocksize,$direction);

$blockがデータの現在のブロック、$blocksizeがそこまでパディングする 大きさ、$directionは"e"が暗号化、"d"が復号化を、そして $padded_blockはパディングあるいはパディングをはずした後の結果です。

暗号化のときには、関数は常に長さが<blocksize>である文字列を返し、 復号化のときには、やってくる文字列が常にその長さであることを 期待することができます。例についてはソースの中の _standard_padding(), _space_padding(),_null_padding(), あるいは _oneandzeroes_padding() をご覧ください。

spaceとnullパディングは潜在的に、そうであるよりも多くの文字を切り 落してしまうかもしれないため、Standardとoneandzeroesパディングが 推奨されます。

使用例¶

2つの例、des.plとidea.plがCrypt-CBCディストリビューションのeg/ サブディレクトリにあります。これらはコマンドラインのDESとIDEA 暗号アルゴリズムを実装しています。

制約¶

暗号と復号の処理は同等の(Cでコンパイルされた)SSLeayプログラムよりも 10分の1ほどの速度です。これをCで実装することによって改善することが できるでしょう。DESとIDEAブロック・アルゴリズムをさらに最適化する ことも価値のあることでしょう。

バグ¶

どうか報告してください。

作者(=AUTHOR)¶

Lincoln Stein, lstein@cshl.org

This module is distributed under the ARTISTIC LICENSE using the same terms as Perl itself.

参考資料¶

perl(1), Crypt::DES(3), Crypt::IDEA(3), rfc2898 (PKCS#5)

翻訳者¶

川合孝典(GCD00051@nifty.ne.jp)