Шифрование в режиме AES CTR с помощью HMAC

Question

Я пытаюсь реализовать режим шифрования AES CTR с проверкой подлинности HMAC для сообщений.

Шифрование и дешифрование корректно, если длина ключа составляет 64 байта, поскольку ключ AES и ключ HMAC извлекаются из этого ключа.

Вопросы

• Безопасно ли добавлять IV или nonce к зашифрованным сообщениям?
• Безопасно ли добавлять дайджест HMAC для добавления к сообщениям?

Использование Pycryptodome

Код

import os 
import zlib
from Crypto.Hash import HMAC
from Crypto.Hash import SHA256
from Crypto.Cipher import AES
from Crypto.Util import Counter
import zlib 


def encrypt(full_key, plaintext):

    if len(full_key) != 64:
        raise Exception("FULL key length shall be equal to 64")
    key = full_key[:len(full_key) //2]

    # Use the last half as the HMAC key
    hmac_key = full_key[len(full_key) // 2:]


    if isinstance(plaintext, str):
        plaintext = plaintext.encode()

    compressed = zlib.compress(plaintext, 5)
    print (f"compressed plaintext {compressed}")



    # Choose a random, 16-byte IV.
    iv = os.urandom(16)
    # Convert the IV to a Python integer.
    iv_int = int(binascii.hexlify(iv), 16) 
    # Create a new Counter object with IV = iv_int.
    ctr = Counter.new(128, initial_value=iv_int)
    # Create AES-CTR cipher.
    aes = AES.new(key, AES.MODE_CTR, counter=ctr)
    # Encrypt and return IV and ciphertext.
    ciphertext = aes.encrypt(compressed)


    hmac_obj = HMAC.new(hmac_key, compressed, SHA256)
    mac = hmac_obj.digest()

    return iv+ciphertext+mac


def decrypt(key, ciphertext):
    # Initialize counter for decryption. iv should be the same as the output of
    # encrypt().


    if len(full_key) != 64:
        raise Exception("FULL key length shall be equal to 64")

    key = full_key[:len(full_key) //2]

    # Use the last half as the HMAC key
    hmac_key = full_key[len(full_key) // 2:]

    mac_length = 32
    iv_length = 16
    iv = ciphertext[:16]
    mac = ciphertext[-mac_length:] 

    _ciphertext = ciphertext[iv_length:-mac_length]


    iv_int = int(iv.hex(), 16) 
    ctr = Counter.new(128, initial_value=iv_int)
    # Create AES-CTR cipher.
    aes = AES.new(key, AES.MODE_CTR, counter=ctr)

    ciphertext = aes.decrypt(_ciphertext)

    # Extract the MAC from the end of the file
    hmac_obj = HMAC.new(hmac_key, ciphertext, SHA256)
    computed_mac = hmac_obj.digest()

    if computed_mac != mac:
        raise Exception("Messege integrity violated")





    plaintext= zlib.decompress(ciphertext)

    # Decrypt and return the plaintext.


    return plaintext