最近遇到一个场景，需要在 OpenResty 里使用 AES 对数据进行加密。但是看了一下官方提供的 AES 库，如果数据密码的话，并没有返回实际使用的 key 和 IV，因此查看了一下源码，研究了一下 key 生成的方式，方便其他语言使用。

密钥生成逻辑的核心代码在这：

function _M.new(self, key, salt, _cipher, _hash, hash_rounds, iv_len, enable_padding)

...

    local _hash = _hash or hash.md5
    local hash_rounds = hash_rounds or 1

...

        if C.EVP_BytesToKey(_cipher.method, _hash, salt, key, #key,
                            hash_rounds, gen_key, gen_iv)
            ~= _cipherLength
        then
            return nil, "failed to generate key and iv"
        end
end

其中最核心的部分就是使用了 EVP_BytesToKey 这个函数，进行密钥扩展。这个函数是 OpenSSL 库提供的函数，相关说明在这：

https://www.openssl.org/docs/man3.1/man3/EVP_BytesToKey.html

注意！该函数并不安全！一般不建议在生产中使用该函数！应当使用安全的密钥衍生函数（KDF）！

阅读文档，该函数的主要做法就是对提供的密码进行 hash，如果长度不够 key 或 iv 的要求，则继续进行 hash，直到长足足够为止。

第一轮 hash 直接拼接给定的密码和 salt，从第二轮开始，则将上一轮的结果附加在密码和 salt 前，然后再次进行 hash 操作。注意这里从第二轮开始附加的上一轮结果是二进制结果，如果希望手动使用工具计算的话，需要将 hex 编码或 base64 编码后的结果先进行解码，再附加在输入前。

用 Go 模拟这个过程的代码如下：

package main

import (
    "crypto/sha256"
    "fmt"
)

// EVPBytesToKey 模拟 OpenSSL EVP_BytesToKey 方法
func EVPBytesToKey(password, salt []byte, keyLen, ivLen int) (key, iv []byte) {
    var (
        concatenatedHashes []byte
        previousHash       []byte
        currentHash        []byte
        hash               = sha256.New()
    )

    for len(concatenatedHashes) < keyLen+ivLen {
        hash.Reset()

        // 如果不是第一轮，将上一轮的哈希值加到当前哈希的输入中
        if previousHash != nil {
            hash.Write(previousHash)
        }

        // 加入密码和盐值
        hash.Write(password)
        hash.Write(salt)

        // 当前哈希
        currentHash = hash.Sum(nil)

        // 添加到累积哈希中
        concatenatedHashes = append(concatenatedHashes, currentHash...)

        // 为下一轮准备
        previousHash = currentHash
    }

    // 提取密钥和 IV
    key = concatenatedHashes[:keyLen]
    iv = concatenatedHashes[keyLen : keyLen+ivLen]
    return key, iv
}

func main() {
    password := []byte("password")
    salt := []byte("salt")
    keyLen := 32 // AES-256 需要的密钥长度
    ivLen := 16  // AES 的 IV 长度

    key, iv := EVPBytesToKey(password, salt, keyLen, ivLen)
    fmt.Printf("Key: %x\nIV: %x\n", key, iv)
}

OpenResty AES 函数密钥生成原理 by 桔子小窝 is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.