使用单个Cipher对象或两个不同的对象进行解密和加密操作？

Question

如您所知,当我们想要使用Java卡进行加密操作时,我们必须使用Cipher对象.我的问题实际上与效率有关.假设我想使用AES密钥执行一些加密和解密操作.

以下哪种策略更好？

1. 定义两个不同的Cipher对象并使用单个键初始化它们,但不同的模式(MODE_ENCRYPT和MODE_DECRYPT).然后对于每个操作,我只需要doFinal()在适当的对象上调用方法.
2. 定义单个Cipher对象,每次调用doFinal()方法之前init(),使用正确的模式对对象执行方法调用.

Answer 1

首先，根据文档Cipher.doFinal(...)：

CBC 模式下的 AES、DES、三重 DES 和韩国 SEED 算法将初始向量（IV）重置为 0。可以使用该方法重新初始化初始向量（IV）init(Key, byte, byte[], short, short)。

这意味着，如果您使用具有非零 IV 的 AES-CBC，则必须init在每个之后调用doFinal，所以实际上别无选择。

现在让我们看一下我在 NXP 的 J2E145 卡上所做的一些实际测量。

每个对象实例ALG_AES_BLOCK_128_CBC_NOPAD都ALG_AES_BLOCK_128_ECB_NOPAD需要34 字节 RAM和32 字节持久内存。

关于时间消耗，有4种可能的情况：

情况1：相同的瞬态密钥：

key1 = (AESKey) KeyBuilder.buildKey(KeyBuilder.TYPE_AES_TRANSIENT_DESELECT,
 KeyBuilder.LENGTH_AES_128, false);
...
cipher.init(key1, Cipher.MODE_DECRYPT);
cipher.init(key1, Cipher.MODE_ENCRYPT);

结果：每个11 毫秒init(...)

情况2：不同的瞬态键：

key1 = (AESKey) KeyBuilder.buildKey(KeyBuilder.TYPE_AES_TRANSIENT_DESELECT,
     KeyBuilder.LENGTH_AES_128, false);
key2 = (AESKey) KeyBuilder.buildKey(KeyBuilder.TYPE_AES_TRANSIENT_DESELECT,
     KeyBuilder.LENGTH_AES_128, false);
...
cipher.init(key1, Cipher.MODE_DECRYPT);
cipher.init(key2, Cipher.MODE_ENCRYPT);

结果：每个18 毫秒init(...)

情况3：相同的持久密钥：

key1 = (AESKey) KeyBuilder.buildKey(KeyBuilder.TYPE_AES,
 KeyBuilder.LENGTH_AES_128, false);
...
cipher.init(key1, Cipher.MODE_DECRYPT);
cipher.init(key1, Cipher.MODE_ENCRYPT);

结果：每个12 毫秒init(...)

情况4：不同的持久键：

key1 = (AESKey) KeyBuilder.buildKey(KeyBuilder.TYPE_AES,
     KeyBuilder.LENGTH_AES_128, false);
key2 = (AESKey) KeyBuilder.buildKey(KeyBuilder.TYPE_AES,
     KeyBuilder.LENGTH_AES_128, false);
...
cipher.init(key1, Cipher.MODE_DECRYPT);
cipher.init(key2, Cipher.MODE_ENCRYPT);

结果：每个19 毫秒init(...)

结论： init与内存类型无关，速度确实很快，因为 EEPROM 仅被读取并复制到实例的内部（瞬时）内存中Cipher。虽然我可以想象一些对时间消耗要求很高的情况，但 34 个 RAM 字节对于 20ms 来说似乎太多了。当然，您的平台上的确切结果可能会有所不同，但权衡效率将或多或少保持不变。