Java - 使用河豚加密时缺少最终字符

Question

我正在使用一些使用 Blowfish 加密文本文件内容的 Java 代码。当我将加密文件转换回来（即解密）时，字符串末尾缺少一个字符。任何想法为什么？我对 Java 很陌生，并且一直在摆弄这个几个小时，但没有运气。

文件war_and_peace.txt 只包含字符串“这是一些文本”。 decrypted.txt 包含“This is some tex”（最后没有 t）。这是java代码：

public static void encrypt(String key, InputStream is, OutputStream os) throws Throwable {
    encryptOrDecrypt(key, Cipher.ENCRYPT_MODE, is, os);
}

public static void decrypt(String key, InputStream is, OutputStream os) throws Throwable {
    encryptOrDecrypt(key, Cipher.DECRYPT_MODE, is, os);
}

private static byte[] getBytes(String toGet)
{
    try
    {
        byte[] retVal = new byte[toGet.length()];
        for (int i = 0; i < toGet.length(); i++)
        {
            char anychar = toGet.charAt(i);
            retVal[i] = (byte)anychar;
        }
        return retVal;
    }catch(Exception e)
    {
        String errorMsg = "ERROR: getBytes :" + e;
        return null;
    }
}

public static void encryptOrDecrypt(String key, int mode, InputStream is, OutputStream os) throws Throwable {


   String iv = "12345678";
   byte[] IVBytes = getBytes(iv);
   IvParameterSpec IV = new IvParameterSpec(IVBytes);


    byte[] KeyData = key.getBytes(); 
    SecretKeySpec blowKey = new SecretKeySpec(KeyData, "Blowfish"); 
    //Cipher cipher = Cipher.getInstance("Blowfish/CBC/PKCS5Padding");
    Cipher cipher = Cipher.getInstance("Blowfish/CBC/NoPadding");

    if (mode == Cipher.ENCRYPT_MODE) {
        cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, blowKey, IV);
        CipherInputStream cis = new CipherInputStream(is, cipher);
        doCopy(cis, os);
    } else if (mode == Cipher.DECRYPT_MODE) {
        cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, blowKey, IV);
        CipherOutputStream cos = new CipherOutputStream(os, cipher);
        doCopy(is, cos);
    }
}

public static void doCopy(InputStream is, OutputStream os) throws IOException {
    byte[] bytes = new byte[4096];
    //byte[] bytes = new byte[64];
    int numBytes;
    while ((numBytes = is.read(bytes)) != -1) {
        os.write(bytes, 0, numBytes);
    }
    os.flush();
    os.close();
    is.close();
}   

public static void main(String[] args) {


    //Encrypt the reports
    try {
        String key = "squirrel123";

        FileInputStream fis = new FileInputStream("war_and_peace.txt");
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream("encrypted.txt");
        encrypt(key, fis, fos);

        FileInputStream fis2 = new FileInputStream("encrypted.txt");
        FileOutputStream fos2 = new FileOutputStream("decrypted.txt");
        decrypt(key, fis2, fos2);
    } catch (Throwable e) {
        e.printStackTrace();
    }
}

`

Answer 1

密钥是二进制的，String 不是二进制数据的容器。使用字节[]。

Answer 2

当我遇到这个问题时，我不得不在密码上调用 doFinal：

http://docs.oracle.com/javase/1.4.2/docs/api/javax/crypto/Cipher.html#doFinal()

Answer 3

这里有几件事不是最佳的。

但是让我们首先解决您的问题。输入的最后一部分以某种方式丢失的原因是您指定的填充：无！在不指定填充的情况下，Cipher 可以只对全长块（Blowfish 为 8 个字节）进行操作。长度小于一个块的多余输入将被静默丢弃，并且您缺少文本。详细说明：“This is some text”的长度为 17 个字节，因此将解密两个完整的块，并丢弃最后的第 17 个字节“t”。

始终将填充与对称分组密码结合使用，PKCS5Padding 很好。

接下来，当使用Cipher 操作时，您不需要实现自己的getBytes() - String#getBytes 已经为您完成了这项工作。只要确保在获取字节时以及稍后从字节重构String 时使用相同的字符编码，这是常见的错误来源。

你应该看看JCE docs，他们会帮助你避免一些常见的错误。

例如，直接使用字符串密钥对于对称加密来说是不可行的，它们不包含足够的熵，这会使暴力破解这样的密钥变得更容易。 JCE 为您提供KeyGenerator 类，您应该始终使用它，除非您确切知道自己在做什么。它会为您生成适当大小的安全随机密钥，但除此之外，人们往往会忘记这一点，它还将确保它不会创建弱密钥。例如，在实际使用中应避免使用已知的 Blowfish 弱密钥。

最后，在进行 CBC 加密时不应使用确定性 IV。最近有一些攻击可以利用这一点，从而完全恢复消息，这显然不是很酷。 IV 应始终随机选择（使用SecureRandom）以使其不可预测。 Cipher 默认为您执行此操作，您可以简单地使用 Cipher#getIV 加密后获得使用的 IV。

另一方面，与安全性相关性较低：您应该关闭 finally 块中的流，以确保不惜一切代价关闭它们 - 否则您将留下一个打开的文件句柄，以防出现异常。

这是您的代码的更新版本，它考虑了所有这些方面（必须使用字符串而不是 main 中的文件，但您可以简单地将其替换为您那里的内容）：

private static final String ALGORITHM = "Blowfish/CBC/PKCS5Padding";

/* now returns the IV that was used */
private static byte[] encrypt(SecretKey key, 
                              InputStream is, 
                              OutputStream os) {
    try {
        Cipher cipher = Cipher.getInstance(ALGORITHM);
        cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key);
        CipherInputStream cis = new CipherInputStream(is, cipher);
        doCopy(cis, os);
        return cipher.getIV();
    } catch (Exception ex) {
        throw new RuntimeException(ex);
    }
}

private static void decrypt(SecretKey key, 
                            byte[] iv, 
                            InputStream is, 
                            OutputStream os) 
{
    try {
        Cipher cipher = Cipher.getInstance(ALGORITHM);
        IvParameterSpec ivSpec = new IvParameterSpec(iv);
        cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key, ivSpec);
        CipherInputStream cis = new CipherInputStream(is, cipher);
        doCopy(cis, os);
    } catch (Exception ex) {
        throw new RuntimeException(ex);
    }
}

private static void doCopy(InputStream is, OutputStream os) 
throws IOException {
    try {
        byte[] bytes = new byte[4096];
        int numBytes;
        while ((numBytes = is.read(bytes)) != -1) {
            os.write(bytes, 0, numBytes);
        }
    } finally {
        is.close();
        os.close();
    }
}

public static void main(String[] args) {
    try {
        String plain = "I am very secret. Help!";

        KeyGenerator keyGen = KeyGenerator.getInstance("Blowfish");
        SecretKey key = keyGen.generateKey();
        byte[] iv;

        InputStream in = new ByteArrayInputStream(plain.getBytes("UTF-8"));
        ByteArrayOutputStream out = new ByteArrayOutputStream();
        iv = encrypt(key, in, out);

        in = new ByteArrayInputStream(out.toByteArray());
        out = new ByteArrayOutputStream();
        decrypt(key, iv, in, out);

        String result = new String(out.toByteArray(), "UTF-8");
        System.out.println(result);
        System.out.println(plain.equals(result)); // => true
    } catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
    }
}

Answer 4

您的CipherInputStream 和CipherOutputStream 混淆了。要加密，您从普通输入流中读取并写入CipherOutputStream。解密……你懂的。

编辑：

发生的情况是您指定了 NOPADDING 并且您正在尝试使用 CipherInputStream 进行加密。前 16 个字节构成两个有效的完整块，因此被正确加密。然后只剩下 1 个字节，当 CipherInputStream 类收到文件结束指示时，它对密码对象执行Cipher.doFinal() 并收到 IllegalBlockSizeException。此异常被吞下，并且 read 返回 -1 指示文件结束。但是，如果您使用 PKCS5PADDING 一切都应该工作。

编辑2：

emboss 是正确的，因为真正的问题是使用带有 NOPADDING 选项的 CipherStream 类很棘手且容易出错。事实上，这些类明确声明它们会默默地吞下底层 Cipher 实例抛出的每个安全异常，因此它们可能不是初学者的好选择。