class OpenSSL::Cipher

为加密和解密提供对称算法。可用的算法取决于安装的 OpenSSL 的特定版本。

列出所有支持的算法 ↑

可以通过以下方式获取支持的算法列表

puts OpenSSL::Cipher.ciphers

实例化一个 Cipher ↑

有几种方法可以创建 Cipher 实例。一般来说，Cipher 算法按其名称、以位为单位的密钥长度以及要使用的密码模式进行分类。创建 Cipher 的最通用方法如下

cipher = OpenSSL::Cipher.new('<name>-<key length>-<mode>')

也就是说，一个字符串，由名称、密钥长度和模式的各个组件的连字符连接组成。可以使用全部大写或全部小写的字符串，例如

cipher = OpenSSL::Cipher.new('aes-128-cbc')

选择加密或解密模式 ↑

对于对称算法，加密和解密通常是非常相似的操作，这反映在不必为任一操作选择不同的类，两者都可以使用同一个类完成。但是，在获得 Cipher 实例后，我们需要告诉实例我们打算用它做什么，因此我们需要调用

cipher.encrypt

或

cipher.decrypt

在 Cipher 实例上。这应该是创建实例后的第一次调用，否则已经设置的配置可能会在此过程中丢失。

选择密钥 ↑

对称加密需要一个密钥，该密钥对于加密方和解密方是相同的，并且在初始密钥建立后应作为私人信息保留。有很多方法可以创建不安全的密钥，最值得注意的是简单地将密码作为密钥而不进一步处理密码。为特定 Cipher 创建密钥的简单而安全的方法是

cipher = OpenSSL::Cipher.new('aes-256-cfb')
cipher.encrypt
key = cipher.random_key # also sets the generated key on the Cipher

如果您绝对需要将密码用作加密密钥，则应使用基于密码的密钥派生函数 2 (PBKDF2)，方法是借助 OpenSSL::PKCS5.pbkdf2_hmac_sha1 或 OpenSSL::PKCS5.pbkdf2_hmac 提供的功能生成密钥。

尽管有 Cipher#pkcs5_keyivgen，但它的使用已被弃用，应该只在遗留应用程序中使用，因为它不使用较新的 PKCS#5 v2 算法。

选择 IV ↑

密码模式 CBC、CFB、OFB 和 CTR 都需要一个“初始化向量”，或简称 IV。ECB 模式是唯一不需要 IV 的模式，但这种模式几乎没有合法的用例，因为它不能充分隐藏明文模式。因此

除非您绝对确定绝对需要，否则永远不要使用 ECB 模式

因此，您最终将获得一种明确要求 IV 的模式。尽管 IV 可以被视为公共信息，即它可以在生成后公开传输，但它仍然应该是不可预测的，以防止某些类型的攻击。因此，理想情况下

始终为 Cipher 的每次加密创建一个安全的随机 IV

应该为每次数据加密创建一个新的随机 IV。将 IV 视为 nonce（使用一次的数字） - 它是公开的，但随机且不可预测的。可以按如下方式创建安全的随机 IV

cipher = ...
cipher.encrypt
key = cipher.random_key
iv = cipher.random_iv # also sets the generated IV on the Cipher

尽管密钥通常也是一个随机值，但它作为 IV 是一个糟糕的选择。攻击者可以利用这种 IV 的方法有很多。作为一般经验法则，应不惜一切代价避免直接或间接暴露密钥，并且只能在有充分理由的情况下例外。

调用 Cipher#final ↑

ECB（不应使用）和 CBC 都是基于块的模式。这意味着与基于流的其他模式不同，它们在固定大小的数据块上运行，因此它们需要一个“最终”步骤，以通过适当处理某种形式的填充来生成或正确解密最后一个数据块。因此，必须将 OpenSSL::Cipher#final 的输出添加到您的加密/解密缓冲区，否则您将最终遇到解密错误或数据截断。

尽管对于流模式密码来说这不是必需的，但仍然建议应用添加 Cipher#final 输出的相同模式 - 这也可以让您将来更容易地在模式之间切换。

加密和解密一些数据 ↑

data = "Very, very confidential data"

cipher = OpenSSL::Cipher.new('aes-128-cbc')
cipher.encrypt
key = cipher.random_key
iv = cipher.random_iv

encrypted = cipher.update(data) + cipher.final
...
decipher = OpenSSL::Cipher.new('aes-128-cbc')
decipher.decrypt
decipher.key = key
decipher.iv = iv

plain = decipher.update(encrypted) + decipher.final

puts data == plain #=> true

认证加密和关联 Data (AEAD) ↑

如果使用的 OpenSSL 版本支持，则应始终首选认证加密模式（例如 GCM 或 CCM）而不是任何未经认证的模式。目前，OpenSSL 仅在与关联 Data (AEAD) 结合使用时支持 AE，其中附加的关联数据包含在加密过程中，以在加密结束时计算标签。此标签也将在解密过程中使用，并通过验证其有效性来确定给定密文的真实性。

这优于未经认证的模式，因为它允许检测是否有人在加密后有效地更改了密文。这可以防止恶意修改密文，否则可能会被利用以对潜在攻击者有利的方式修改密文。

关联数据用于存在其他信息（例如标头或某些元数据）的情况下，这些信息也必须经过身份验证，但不一定需要加密。如果加密和稍后解密不需要关联数据，则 OpenSSL 库仍然需要设置一个值 - 如果没有可用值，则可以使用“”。

一个使用 GCM（伽罗瓦/计数器模式）的示例。您有 16 个字节的密钥，12 个字节（96 位）的nonce 和关联数据 auth_data。请确保不要重复使用密钥和nonce 对。重复使用 nonce 会破坏 GCM 模式的安全保证。

cipher = OpenSSL::Cipher.new('aes-128-gcm').encrypt
cipher.key = key
cipher.iv = nonce
cipher.auth_data = auth_data

encrypted = cipher.update(data) + cipher.final
tag = cipher.auth_tag # produces 16 bytes tag by default

现在您是接收者。您知道密钥，并通过不受信任的网络收到了nonce、auth_data、encrypted 和tag。请注意，GCM 接受 1 到 16 个字节之间的任意长度标签。您可能还需要检查收到的标签是否具有正确的长度，或者您允许攻击者以 1/256 的概率为篡改的密文伪造一个有效的单字节标签。

raise "tag is truncated!" unless tag.bytesize == 16
decipher = OpenSSL::Cipher.new('aes-128-gcm').decrypt
decipher.key = key
decipher.iv = nonce
decipher.auth_tag = tag
decipher.auth_data = auth_data

decrypted = decipher.update(encrypted) + decipher.final

puts data == decrypted #=> true