C++使用libsodium生成密钥出现换行、特殊字符相关问题咨询

问题解答 #

你当前的输出异常本质上是直接打印原始二进制密钥导致的，三个问题的具体解答如下：

• 问题1：换行符出现的原因
  libsodium的crypto_secretbox_keygen生成的是取值范围覆盖0x00~0xFF全部256种可能的二进制随机字节，换行符\n对应的ASCII码是0x0A，属于合法的随机值，生成过程中自然可能出现。你直接用cout输出二进制数组时，控制台会把0x0A解析为换行指令，就会出现提前换行的情况。
  另外你当前的输出方式本身就有问题：cout接收unsigned char指针时会默认按C风格字符串处理，碰到0x00（字符串结束符）就会提前截断输出，你现在能输出完整长度只是刚好随机生成的密钥里没有0x00而已，属于巧合。
• 问题2：特殊字符属于正常现象
  这个情况完全符合libsodium的设计逻辑。密码学用途的密钥本质上就是高熵的二进制随机数据，大部分字节值都不属于可打印ASCII范围，控制台按本地编码解析时自然会显示为乱码、特殊符号，不属于异常。
• 问题3：可以生成仅包含数字和小写字母的密钥，常用方案有两种：
  1. 二进制转编码（推荐）：先生成标准的原始二进制密钥，再用base32小写编码转换为可读字符串。libsodium自带编码函数sodium_bin2base32，指定编码变体为sodium_base32_variant_lower即可直接得到仅由小写字母和数字组成的字符串，编码后的字符串保留了原始密钥的全部熵，安全性不受影响。
  2. 直接生成字符集内的随机值：如果不需要兼容标准密钥格式，也可以循环调用sodium_randombytes_uniform(36)生成0_{35范围内的随机数，0}9映射为数字0_`9`，1035映射为小写字母a~z，拼接即可得到目标格式的密钥。注意如果用作加密密钥，要保证字符串长度足够提供要求的熵，例如crypto_secretbox要求256位熵，按每个字符提供约5.17位熵计算，至少需要50位长度才能满足安全要求。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Titan