我想使用 AES/CFB/NoPadding 在 Java 中加密字节。

我在 Stackoverflow 上发现了以下问题，但它只涉及解密功能:AES Encryption in Golang and Decryption in Java

我将如何在 Java 中编写与以下 Go 代码类似的加密函数？

package main

import (
    "io"
    "crypto/aes"
    "crypto/cipher"
    "encoding/base64"
    "crypto/rand"
)

func encrypt(key, data []byte) string {
    block, err := aes.NewCipher(key)
    if err != nil {
      return nil, err
    }
    encoded := base64.StdEncoding.EncodeToString(data)
    ciphertext := make( []byte, aes.BlockSize+len(encoded) )
    iv := ciphertext[:aes.BlockSize]
    if _, err := io.ReadFull(rand.Reader, iv); err != nil {
      return nil, err
    }
    cfb := cipher.NewCFBEncrypter(block, iv)
    cfb.XORKeyStream( ciphertext[aes.BlockSize:], []byte(encoded) )
    return ciphertext, nil
}

我的 Golang 解密函数如下所示(它应该返回 base64 代码):

func decrypt(key, data []byte) ([]byte, error) {
  blockcipher, err := aes.NewCipher(key)
  if err != nil {
    return nil, err
  }
  if len(data) < aes.BlockSize {
    return nil, errors.New("ciphertext too short")
  }
  iv := data[:aes.BlockSize]
  data = data[aes.BlockSize:]
  cfb := cipher.NewCFBDecrypter(blockcipher, iv)
  cfb.XORKeyStream(data, data)
  return data, nil
}

我当前的 Java 加密代码(我似乎无法解密)如下所示:

private byte[] encrypt(byte[] payload) {
    try {
        SecretKeySpec key_spec = new SecretKeySpec(current_encryption_key, "AES");
        Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES/CFB/NoPadding");
        byte[] encoded_payload = Base64.encode(payload, Base64.DEFAULT);
        IvParameterSpec iv = new IvParameterSpec( new byte[16] );
        cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key_spec, iv);
        return cipher.doFinal(encoded_payload);
    } catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
    }
    return new byte[0];
}

我的加密代码如下所示(并且在 Golang 和 Java 中都可以正常工作):

private byte[] decrypt(byte[] payload) {
    try {
        SecretKeySpec key_spec = new SecretKeySpec(current_encryption_key, "AES");
        Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES/CFB/NoPadding");
        int block_size = cipher.getBlockSize();
        IvParameterSpec iv = new IvParameterSpec( Arrays.copyOf(payload, block_size) );
        byte[] decryption_data = Arrays.copyOfRange(payload, block_size, payload.length);
        cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key_spec, iv);
        byte[] decrypted_payload = cipher.doFinal(decryption_data);
        return Base64.decode(decrypted_payload, Base64.DEFAULT);
    } catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
    }
    return new byte[0];
}

当我用 Java 加密某些内容，然后尝试在 Java 中使用我的解密器时，出现以下解密错误:

04-13 14:16:48.382 3791-3791/com.domain.interpretest W/System.err: java.lang.IllegalArgumentException: 16 > 9
04-13 14:16:48.388 3791-3791/com.domain.interpretest W/System.err:     at java.util.Arrays.copyOfRange(Arrays.java:3447)

最佳答案

你的 Go 加密总结:

• 使用随机 IV(和您未描述的 key )加密 base64 数据，将 IV 和密文放在单个缓冲区中

你的Java解密总结:

• 从缓冲区中取出第一个 block 并将其用作 IV 来解密缓冲区的其余部分，并将其反 base64

这些匹配。

Java 加密总结:

• 用一个固定的(全零)IV 加密，并返回一个只包含密文的缓冲区，而不是任何地方的 IV

这不匹配。解密尝试从其中没有 IV 的缓冲区中删除 IV。事实上你的密文只有9个字节(虽然我不明白为什么它不是4的倍数)；这比一个 AES block 短，因此 Arrays.copyOfRange 完全失败。

解决方案:您的 Java 加密应该使用随机 IV 并返回一个包含 IV 后跟密文的缓冲区，就像您的 Go 加密一样。一种非常接近您的 Go 的方法:

// once, during initialization 
SecureRandom rand = new SecureRandom(); // or .getInstance* as you prefer 

// unchanged 
SecretKeySpec key_spec = new SecretKeySpec(current_encryption_key, "AES");
Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES/CFB/NoPadding");
byte[] encoded_payload = Base64.encode(payload, Base64.DEFAULT);
// changed 
int block_size = cipher.getBlockSize();
// create random IV
byte[] buffer = new byte[block_size];
rand.nextBytes(buffer);
IvParameterSpec iv = new IvParameterSpec (buffer);
// expand buffer already containing IV to make room for ciphertext
buffer = Arrays.copyOf (buffer, block_size+encoded_payload.length);
// unchanged 
cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key_spec, iv);
// changed
// do encryption into correct part of existing buffer
cipher.doFinal(encoded_payload,0,encoded_payload.length, buffer,block_size);
return buffer;

PS:你为什么要为你的明文进行 base64 编码和解码？与所有现代密码一样，AES 可以很好地处理任何位组合。当其他代码无法将它们作为位/二进制处理时，对密文和 IV 进行 base64 处理更为常见。

关于Java:AES/CFB/NoPadding 加密，Base64 编码，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/49663054/