Swift使用CryptoKit加密每次输出结果不一致问题排查

问题原因 #

• 你观察到的加密结果不一致是AES-GCM模式的正常安全设计，不是代码bug。
• AES-GCM加密要求同一个密钥下每次使用的nonce（初始化向量）全局唯一，CryptoKit的AES.GCM.seal(_:using:)方法默认会自动生成随机的12字节nonce，所以就算明文、密钥完全相同，每次加密的输出也会不同。
• 你返回的sealedBox.combined已经将随机nonce、密文、校验标签拼接为完整数据，解密时直接传入该数据即可正常还原明文，不需要单独存储nonce。

补充说明 #

如果业务场景确实需要相同输入得到相同加密结果，你可以手动指定nonce，但必须明确如下风险：

同一个密钥+nonce组合只能使用一次，重复使用会直接导致AES-GCM的安全性完全失效，攻击者可以轻松推导出密钥和明文，生产环境绝对不能使用固定nonce。

手动指定nonce的示例代码：

// 仅用于测试场景，生产环境禁止使用固定nonce
func encryptWithFixedNonce(password: String, input: [UInt8]) throws -> Data {
    let pwd = password.padding(toLength: 32, withPad: "@", startingAt: 0)
    let key = SymmetricKey(data: pwd.data(using: .utf8)!)
    // 手动构造固定nonce，12字节是AES-GCM推荐的标准长度
    let fixedNonce = try AES.GCM.Nonce(data: Data([0x01,0x02,0x03,0x04,0x05,0x06,0x07,0x08,0x09,0x0a,0x0b,0x0c]))
    let sealedBox = try AES.GCM.seal(input, using: key, nonce: fixedNonce)
    return sealedBox.combined!
}

调用上述方法时相同输入就会得到相同输出。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Russ