加密/解密失败答案

【问题标题】：Encryption/decryption fails加密/解密失败
【发布时间】：2023-01-30 22:04:52
【问题描述】：

我有一个帮助类 AES 加密/解密一个字符串，它主要是 Baeldung AES encryption example 中提供的代码的克隆

代码如下所示：

import java.security.InvalidAlgorithmParameterException;
import java.security.InvalidKeyException;
import java.security.NoSuchAlgorithmException;
import java.security.SecureRandom;
import java.security.Security;
import java.security.spec.InvalidKeySpecException;
import java.security.spec.KeySpec;
import java.util.Arrays;
import java.util.Base64;

import javax.crypto.BadPaddingException;
import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.IllegalBlockSizeException;
import javax.crypto.NoSuchPaddingException;
import javax.crypto.SecretKey;
import javax.crypto.SecretKeyFactory;
import javax.crypto.spec.IvParameterSpec;
import javax.crypto.spec.PBEKeySpec;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;

public class CryptoHelper {

    private static final String CIPHER_ALGORITM_NAME = "AES/CBC/PKCS5Padding";
    private static final String HASHING_ALGO_NAME = "PBKDF2WithHmacSHA1";
    private static final int KEY_TARGET_LENGTH = 256;
    private static final int HASHING_ITERATIONS = 65536;

    public static SecretKey getSecretKey(String string, byte[] salt)
            throws NoSuchAlgorithmException, InvalidKeySpecException {

        KeySpec spec = new PBEKeySpec(string.toCharArray(), salt, HASHING_ITERATIONS, KEY_TARGET_LENGTH);

        try {
            SecretKeyFactory keyFactory = SecretKeyFactory.getInstance(HASHING_ALGO_NAME);
            SecretKey encryptedPassword = new SecretKeySpec(keyFactory.generateSecret(spec).getEncoded(), "AES");
            return encryptedPassword;
        } catch (NoSuchAlgorithmException | InvalidKeySpecException e) {
            throw e;
        }

    }

    public static IvParameterSpec getInitializationVector() {
        byte[] iv = new byte[16];
        new SecureRandom().nextBytes(iv);
        return new IvParameterSpec(iv);
    }

    public static String encrypt(String input, String password, byte[] salt)
            throws NoSuchPaddingException, NoSuchAlgorithmException, InvalidAlgorithmParameterException,
            InvalidKeyException, BadPaddingException, IllegalBlockSizeException {

        Cipher cipher = Cipher.getInstance(CIPHER_ALGORITM_NAME);

        SecretKey secretKey = null;
        try {
            secretKey = getSecretKey(password, salt);
        } catch (NoSuchAlgorithmException | InvalidKeySpecException e) {
            // code
        }
        cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secretKey, getInitializationVector());
        byte[] cipherText = cipher.doFinal(input.getBytes());
        return Base64.getEncoder().encodeToString(cipherText);
    }

    public static String decrypt(String encryptedText, String password, byte[] salt)
            throws NoSuchPaddingException, NoSuchAlgorithmException, InvalidAlgorithmParameterException,
            InvalidKeyException, BadPaddingException, IllegalBlockSizeException {

        Cipher cipher = Cipher.getInstance(CIPHER_ALGORITM_NAME);
        SecretKey secretKey = null;
        try {
            secretKey = getSecretKey(password, salt);
        } catch (NoSuchAlgorithmException | InvalidKeySpecException e) {
            // code
        }
        cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, secretKey, getInitializationVector());
        byte[] plainText = cipher.doFinal(Base64.getDecoder().decode(encryptedText));
        return new String(plainText);
    }
}

现在我用一个单元测试来测试这个，但是这个测试失败了

javax.crypto.BadPaddingException：给定的最终块不正确填充。如果在解密过程中使用了错误的密钥，就会出现此类问题。

@Test
public void testDecrypt() {
    String encryptedString = "";
    String password = "password";

    try {
        encryptedString = CryptoHelper.encrypt("some string", password, password.getBytes());
    } catch (InvalidKeyException | NoSuchPaddingException | NoSuchAlgorithmException
            | InvalidAlgorithmParameterException | BadPaddingException | IllegalBlockSizeException e) {
        e.printStackTrace();
        assertNull(e);
    }

    try {
        CryptoHelper.decrypt(encryptedString, password, password.getBytes());
    } catch (InvalidKeyException | NoSuchPaddingException | NoSuchAlgorithmException
            | InvalidAlgorithmParameterException | BadPaddingException | IllegalBlockSizeException e) {
        // TODO Auto-generated catch block
        e.printStackTrace();
    }
}

这里有什么问题？

【问题讨论】：

解密失败，因为使用了与加密不同的 IV（因为 getInitializationVector() 生成随机 IV）。正确的做法是将加密时使用的IV连同密文一起传递给解密方（注意IV不是秘密的）。

标签： java aes

【解决方案1】：

在 Topaco 的评论的帮助下解决了上述问题。而不是每次运行方法时都选择一个新的随机数：

public static IvParameterSpec getInitializationVector() {
    byte[] iv = new byte[16];
    new SecureRandom().nextBytes(iv);
    return new IvParameterSpec(iv);
}

我现在使用硬编码字节数组：

public static IvParameterSpec getInitializationVector() {
    byte[] iv = {1, 2, 3, ... 16};
    return new IvParameterSpec(iv);
}

请注意，此解决方案并不完全安全，因为 IV 是硬编码的并且可以从源代码中提取。但是，我选择不将其传递给外部，因为我的应用程序不是很关键。我是一个妥善的解决方案，随机数需要与 IvParameterSpec 一起返回。

【讨论】：