这个Java加密代码线程安全吗？

Question

我想将以下代码用于高并发性应用程序,其中某些数据必须加密和解密.所以我需要知道应该同步这段代码的哪一部分,如果有的话,以避免不可预测的问题.

public class DesEncrypter {
    Cipher ecipher;
    Cipher dcipher;

    // 8-byte Salt
    byte[] salt = {
        (byte)0xA9, (byte)0x9B, (byte)0xC8, (byte)0x32,
        (byte)0x56, (byte)0x35, (byte)0xE3, (byte)0x03
    };

    int iterationCount = 19;

    DesEncrypter(String passPhrase) {
        try {
            // Create the key
            KeySpec keySpec = new PBEKeySpec(passPhrase.toCharArray(), salt, iterationCount);

            SecretKey key = SecretKeyFactory.getInstance( "PBEWithMD5AndDES").generateSecret(keySpec);
            ecipher = Cipher.getInstance(key.getAlgorithm());
            dcipher = Cipher.getInstance(key.getAlgorithm());

            // Prepare the parameter to the ciphers
            AlgorithmParameterSpec paramSpec = new PBEParameterSpec(salt, iterationCount);

            // Create the ciphers
            ecipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key, paramSpec);
            dcipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key, paramSpec);
        } catch (...)
    }

    public String encrypt(String str) {
        try {
            // Encode the string into bytes using utf-8
            byte[] utf8 = str.getBytes("UTF8");
            // Encrypt
            byte[] enc = ecipher.doFinal(utf8);
            // Encode bytes to base64 to get a string
            return new sun.misc.BASE64Encoder().encode(enc);

        } catch (...)
    }

    public String decrypt(String str) {
        try {
            // Decode base64 to get bytes
            byte[] dec = new sun.misc.BASE64Decoder().decodeBuffer(str);
            // Decrypt
            byte[] utf8 = dcipher.doFinal(dec);
            // Decode using utf-8
            return new String(utf8, "UTF8");
        } catch (...)
    }
}

如果我在每个调用的encrypt()和decrypt()方法中创建一个新的密码,那么我可以避免并发问题,我只是不确定每次调用获取一个新的密码实例是否有很多开销.

   public String encrypt(String str) {
        try {
            // Encode the string into bytes using utf-8
            byte[] utf8 = str.getBytes("UTF8");
            // Encrypt
            //new cipher instance
            ecipher = Cipher.getInstance(key.getAlgorithm());

            byte[] enc = ecipher.doFinal(utf8);
            // Encode bytes to base64 to get a string
            return new sun.misc.BASE64Encoder().encode(enc);

        } catch (...)

Answer 1

标准规则是 - 除非Javadoc明确声明Java库中的类是线程安全的,否则您应该假设它不是.

在这个特定的例子中:

• 各种类都没有记录为线程安全的.

• 该Cipher.getInstance(...)和SecretKeyFactory.getInstance(...)方法被记录为返回新对象; 即不引用其他线程可能引用的现有对象.

  更新 - javadoc说:

  "返回一个新的SecretKeyFactory对象,该对象封装了第一个支持指定算法的Provider的SecretKeyFactorySpi实现."

  此外,源代码明确地确认创建并返回了新对象.

简而言之,这意味着您的DesEncryptor类当前不是线程安全的,但您应该能够通过同步相关操作(例如encode和decode)以及不暴露两个Cipher对象来使其成为线程安全的.如果使方法同步可能会产生瓶颈,那么DesEncryptor为每个线程创建一个单独的实例.

Answer 2

仅当事物同时被多个线程使用时才需要线程安全。由于此类的每个实例可能仅由一个线程使用，因此无需担心它是否是线程安全的。

顺便说一句，使用硬编码的 salt、nonce 或 IV从来都不是一个好主意。