Python实现AES加密输出与预期不符 数据长度异常问题排查

代码存在3个核心逻辑错误，直接导致运行结果不符合预期：

• 错误使用__sizeof__()计算数据长度：__sizeof__()返回的是Python对象在内存中占用的总空间，包含对象元数据的内存开销，不是有效数据的长度。计算字节串、字符串的有效数据长度必须使用len()，你替换为len()后iv、密钥长度显示正常也验证了这一点。
• 明文转换逻辑错误：你的msg和iv、密钥一样，是十六进制格式表示的原始二进制数据，你直接调用msg.encode()是把32个字符长度的十六进制字符串按ASCII编码转成了32字节的文本数据，而非十六进制对应的16字节原始明文。32字节数据经过PKCS7填充后会补16字节凑成3个AES块（共48字节），这就是你看到msg处理后长度为48字节的原因。
• 填充逻辑、输出格式和微控制器端不匹配：你使用的测试向量是标准AES-128-CBC无填充的块加密测试向量，16字节明文刚好匹配AES块大小，微控制器端如果是直接按块加密、没有启用PKCS7填充，Python端额外调用pad()会多拼接一整块填充数据，加密结果必然错误；同时你最后把密文转成了base64格式，但你预期的expected是十六进制格式的密文，二者格式不匹配无法对比。

from binascii import unhexlify, hexlify
from Crypto.Cipher import AES

if __name__ == '__main__':
    iv = "000102030405060708090A0B0C0D0E0F"
    password = "2b7e151628aed2a6abf7158809cf4f3c"
    msg = "6bc1bee22e409f96e93d7e117393172a"
    expected = "7649abac8119b246cee98e9b12e9197d"

    # 统一把十六进制字符串转成原始字节
    iv = unhexlify(iv)
    key = unhexlify(password)
    plaintext = unhexlify(msg)

    # 验证长度：iv、key、明文都是16字节，刚好匹配AES-128-CBC的块大小要求，无需额外填充
    print(f"IV长度: {len(iv)} 字节")
    print(f"密钥长度: {len(key)} 字节")
    print(f"明文长度: {len(plaintext)} 字节")

    # 初始化加密器，微控制器端未启用填充时不要调用pad函数
    cipher = AES.new(key, AES.MODE_CBC, iv)
    cipher_text = cipher.encrypt(plaintext)

    # 把密文转成十六进制字符串，和expected格式一致
    cipher_hex = hexlify(cipher_text).decode('utf-8')
    print(f"加密结果(hex): {cipher_hex}")
    print(f"预期结果: {expected}")
    print(f"结果匹配: {cipher_hex.lower() == expected.lower()}")

    # 解密验证
    decipher = AES.new(key, AES.MODE_CBC, iv)
    decrypt_raw = decipher.decrypt(cipher_text)
    print(f"解密结果(hex): {hexlify(decrypt_raw).decode('utf-8')}")

运行后可以看到加密结果和给出的expected值完全一致。

注意：如果后续需要加密长度不是16字节整数倍的数据，需要先确认微控制器端使用的填充规则（常见为PKCS7），Python端对应使用相同的填充逻辑即可，避免两端填充规则不匹配导致解密失败。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者HansPeterLoft