在Java 8中使用CBC模式的Rijndael-128
在Java 8中使用CBC模式的Rijndael-128
提问于 2022-07-15 08:46:08
我正在用Java 8重写一些PHP代码，其中使用Rijndael-128密码(AES)进行加密和解密。所使用的IV长为16个字符(128位)，但使用的键长为18个字符(144位)。
我尝试使用JCA和显式使用赏金城堡库用Java编写加密方法，但对于这两种方法，我都得到了密钥长度的错误。在PHP中可以使用144位键吗？如果是，请建议如何在Java中使用相同的方法。请查找下面提到的所使用的代码和遇到的错误：
php
$cipherText = bin2hex($this->mcryptVal($this->pkcs5_pad($plainText), $key, $iv));
private function mcryptVal($text, $key, $iv, $encrypt = true) {
$td = mcrypt_module_open('rijndael-128', '', 'cbc', $iv);
mcrypt_generic_init($td, $key, $iv);
$result = ($encrypt) ? mcrypt_generic($td, $text) : mdecrypt_generic($td, $text);
mcrypt_generic_deinit($td);
mcrypt_module_close($td);
return $result;
}
private function pkcs5_pad($text) {
$blocksize = 16;
$pad = $blocksize - (strlen($text) % $blocksize);
return $text . str_repeat(chr($pad), $pad);
}java
String plainText = "Hello World";
String key = ***; //144 bit (18 characters)
String iv = ***; //128 bit
PaddedBufferedBlockCipher cipher = new PaddedBufferedBlockCipher(
new CBCBlockCipher(new RijndaelEngine(128)), new ZeroBytePadding());
CipherParameters ivAndKey =
new ParametersWithIV(new KeyParameter(key.getBytes()), iv.getBytes());
cipher.init(true, ivAndKey);
byte[] out = new byte[cipher.getOutputSize(pkcs5Pad(plainText).getBytes().length)];
int l1 = cipher.processBytes(pkcs5Pad(plainText).getBytes(), 0,
pkcs5Pad(plainText).getBytes().length, out, 0);
int l2 = cipher.doFinal(out, l1);
byte[] encrypted = new byte[l1 + l2];
for (int i = 0; i < l1 + l2; i++) {
encrypted[i] = out[i];
}
String encryptedText = Hex.encodeHexString(encrypted);
public static String pkcs5Pad(String plainText) {
int blockSize = 16;
int pad = blockSize - (plainText.length() % blockSize);
return plainText.concat(StringUtils.repeat((char) pad, pad));
}误差
Exception in thread "main" java.lang.IllegalArgumentException: Key length not 128/160/192/224/256 bits.PS：前面提到的用于Java的代码使用赏金城堡，使用JCA的类似代码导致类似的密钥长度错误。
回答 1
Stack Overflow用户
发布于 2022-07-15 13:17:41
Java代码中有三个问题需要修改：
- 有效密钥大小分别为16 ( AES -128)、24 (AES-192)和32字节(AES-256)，即18个字节不是有效的密钥大小。PHP代码通过填充0x00值，隐式地将18个字节密钥扩展到下一个有效的AES密钥大小，即24个字节(即AES-192)。键扩展必须在Java代码中显式执行。这是缺少的，也是出现异常的原因。
pkcs5_pad()代码中的PKCS#7实现了PKCS#7填充(在Java中有时被称为PKCS#5填充)。在Java方面，不需要自定义实现，因为BouncyCastle支持PKCS#7填充。注意，当使用自定义变量时，必须完全禁用填充。此外，不能使用零填充，因为与mcrypt变体不同的是，BouncyCastle变量总是pad(即即使最后一个块已完全填充)，因此这两个变体都不是等价的。
此外，应该使用更具体的
- 而不是
RijndaelEngine。密钥大小为16、24和32字节的块大小为128位的Rijndael与AES对应。最后一点不是错误，而是出于效率原因而实现的。
因此，您的Java实现稍微更改为：
import java.nio.charset.StandardCharsets;
import org.bouncycastle.crypto.CipherParameters;
import org.bouncycastle.crypto.engines.AESEngine;
import org.bouncycastle.crypto.modes.CBCBlockCipher;
import org.bouncycastle.crypto.paddings.PKCS7Padding;
import org.bouncycastle.crypto.paddings.PaddedBufferedBlockCipher;
import org.bouncycastle.crypto.params.KeyParameter;
import org.bouncycastle.crypto.params.ParametersWithIV;
import org.bouncycastle.util.encoders.Hex;
...
byte[] plainText = "The quick brown fox jumps over the lazy dog".getBytes(StandardCharsets.UTF_8);
byte[] keyInvalid = "012345678901234567".getBytes(StandardCharsets.UTF_8); // 18 bytes key, no valid AES key size
byte[] key = new byte[24]; // next valid AES key size after 18 is 24 bytes (valid AES key sizes: 16, 24, 32 bytes)
System.arraycopy(keyInvalid, 0, key, 0, keyInvalid.length);
byte[] iv = "0123456789012345".getBytes(StandardCharsets.UTF_8);
PaddedBufferedBlockCipher cipher = new PaddedBufferedBlockCipher(new CBCBlockCipher(new AESEngine()), new PKCS7Padding());
CipherParameters ivAndKey = new ParametersWithIV(new KeyParameter(key), iv);
cipher.init(true, ivAndKey);
byte[] ciphertext = new byte[cipher.getOutputSize(plainText.length)];
int length = cipher.processBytes(plainText, 0, plainText.length, ciphertext, 0);
cipher.doFinal(ciphertext, length);
String ciphertextHex = Hex.toHexString(ciphertext);
System.out.println(ciphertextHex); // 4e4d648e1af730b6c7571cbd033a43c478f423a958f70bdf5929418e978d3126a7f7bbbeaea06e6cf12e99b922918917请注意，在这里执行的加密(AES/CBC/PKCS5Padd)在Java 8下也是可能的，使用车载方式(即通过SunJCE提供程序)，即实际上不需要BouncyCastle。
测试：
PHP代码使用相同的输入参数返回：
$key = '012345678901234567'; // 18 bytes key
$iv = "0123456789012345"; // 16 bytes IV
$plainText = 'The quick brown fox jumps over the lazy dog';
$cipherText = bin2hex(mcryptVal(pkcs5_pad($plainText), $key, $iv));
print($cipherText . PHP_EOL); // 4e4d648e1af730b6c7571cbd033a43c478f423a958f70bdf5929418e978d3126a7f7bbbeaea06e6cf12e99b922918917相同的密文显示这两个实现在功能上是等价的。
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原文链接：
https://stackoverflow.com/questions/72991396
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