如何使用CBC实现Java 256位AES加密

Question

我已经阅读了以下主题并且他们帮助了一点,但我正在寻找更多信息.

如何使用BlackBerry的初始化矢量参数编写AES/CBC/PKCS5Padding加密和解密

Java 256bit AES加密

基本上,我正在做的是编写一个程序,它将加密通过TCP/IP发送的请求,然后由服务器程序解密.加密需要是AES,并且做了一些研究我发现我需要使用CBC和PKCS5Padding.所以基本上我需要一个秘密密钥和一个IV.

我正在开发的应用程序是用于手机,所以我想使用java安全包来减小尺寸.我已完成设计,但不确定IV和共享密钥的实现.

这是一些代码:

// My user name
byte[] loginId = "login".getBytes();

byte[] preSharedKey128 = "ACME-1234AC".getBytes();
byte[] preSharedKey192 = "ACME-1234ACME-1234A".getBytes();
// 256 bit key
byte[] preSharedKey256 = "ACME-1234ACME-1234ACME-1234".getBytes();
byte[] preSharedKey = preSharedKey256;

// Initialization Vector
// Required for CBC
byte[] iv ={0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00};
IvParameterSpec ips = new IvParameterSpec(iv);


byte[] encodedKey = new byte[loginId.length + preSharedKey.length];

System.arraycopy(loginId, 0, encodedKey, 0, loginId.length);
System.arraycopy(preSharedKey, 0, encodedKey, loginId.length, preSharedKey.length);

// The SecretKeySpec provides a mechanism for application-specific generation
// of cryptography keys for consumption by the Java Crypto classes.

// Create a key specification first, based on our key input.
SecretKey aesKey = new SecretKeySpec(encodedKey, "AES");

// Create a Cipher for encrypting the data using the key we created.
Cipher encryptCipher;

encryptCipher = Cipher.getInstance("AES/CBC/PKCS5Padding");
// Initialize the Cipher with key and parameters
encryptCipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, aesKey, ips);

// Our cleartext
String clearString = "33,8244000,9999,411,5012022517,0.00,0,1,V330";
byte[] cleartext = clearString.getBytes();

// Encrypt the cleartext
byte[] ciphertext = encryptCipher.doFinal(cleartext);

// Now decrypt back again...
// Decryption cipher
Cipher decryptCipher = Cipher.getInstance("AES/CBC/PKCS5Padding");
// Initialize PBE Cipher with key and parameters
decryptCipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, aesKey, ips);

// Decrypt the cleartext
byte[] deciphertext = decryptCipher.doFinal(ciphertext);

简而言之它应该做的是加密一些可以由服务器解密的消息,而无需服务器从手机获取密钥或IV.有没有办法可以做到这一点,我可以保护手机上的IV和键,并且仍然有服务器知道的密钥和IV？如果他们不是,请随时告诉我更清楚.

Answer 1

代码存在一些问题.首先,您确实应该使用密钥生成器来生成密钥.直接使用某些文本可能适用于某些算法,但其他算法则需要进行弱测试等等.

即使您想要进行基于密码的加密,也应该通过密钥派生算法运行密码以生成密钥,如我对您已引用的问题的回答所示.

另外,你不应该使用no-arg getBytes()方法String.这取决于平台.如果您编码的所有字符串仅包含US-ASCII字符集中的字符,请通过明确指定该编码来使其清楚.否则,如果电话和服务器平台使用不同的字符编码,则密钥和IV将不会相同.

对于CBC模式,最好为发送的每条消息使用新的IV.通常,CBC IV是随机生成的.其他模式如CFB和OFB 需要为每条消息提供唯一的IV.IV通常沿着密文发送 - IV不需要保密,但是如果使用可预测的IV,许多算法将会中断.

服务器不需要直接从手机获取秘密或IV.您可以使用密钥(或密码,从中派生密钥)配置服务器,但在许多应用程序中,这将是一个糟糕的设计.

例如,如果要将应用程序部署到多人的电话上,那么他们使用相同的密钥并不是一个好主意.一个恶意用户可以恢复密钥并为每个人破坏系统.

更好的方法是在电话上生成新的密钥,并使用密钥协商算法与服务器交换密钥.Diffie-Hellman密钥协议可以用于此,或者密钥可以用RSA加密并发送到服务器.

更新:

只要服务器的公钥嵌入应用程序中,Diffie-Hellman处于"短暂 - 静态"模式(以及"静态 - 静态"模式,尽管不太理想)也可以在没有从服务器到电话的初始消息的情况下实现. .

服务器公钥与在电话中嵌入公共密钥的风险不同.由于它是一个公钥,威胁将是攻击者接触(或远程入侵)手机并用假密钥替换真正的公钥,允许他冒充服务器.

可以使用静态静态模式,但实际上它更复杂,安全性稍差.每部手机都需要自己独特的密钥对,否则您会回到密钥问题中.至少不需要服务器跟踪哪个电话具有哪个密钥(假设在应用程序级别存在一些认证机制,如密码).

我不知道手机有多快.在我的桌面上,生成一个短暂的密钥对大约需要1/3秒.生成Diffie-Hellman参数非常慢; 你肯定想重新使用服务器密钥中的参数.