Java：用 ASCII 0（NULL）填充一个字符串到 16 个字节的倍数

Question

在 java 中将空填充添加到字符串末尾的最简单方法是什么？这是加密过程中的一个前置步骤，因此生成的字符串必须是 16 字节的倍数。

第一次尝试只是在字符串 1 中添加一个包含 null 的字符串。但这不起作用，因为 null 变成了“null”这个词。

第二次尝试： 将字符串转换为字节，并以某种方式附加空字节，但我无法想出一种方法来实现这一点。

第三次尝试： 初始化一个已知大大小的字节数组，例如 128 减去我的字符串中的字节长度，然后将我的字符串转换为字节，将两个数组复制在一起。所以像：

String stringToEncrypt = "some data" ;
byte[] stringToEncryptBytes = stringToEncrypt.getBytes("UTF-8");
int stringToEncryptByteLength = stringToEncryptBytes.length;

int sizeOfNullArray = 128 - stringToEncryptByteLength;
byte[] byteBlockOfNulls = new byte[sizeOfNullArray] ;

byte[] finalBytes = new byte[stringToEncryptByteLength + sizeOfNullArray];
System.arraycopy(stringToEncryptBytes, 0, finalBytes, 0, stringToEncryptByteLength); 
System.arraycopy(byteBlockOfNulls, 0, finalBytes, stringToEncryptByteLength, sizeOfNullArray);

但是当我将字节数组转换回字符串时，它只是乱码。所以我一定做错了什么。

Answer 1

当您说“这是加密过程中的前一步”时，您是在说 填充 明文以加密以达到块边界，还是 密钥拉伸 形成适当长度的密钥？ “空填充”在两者中都不理想，但在密钥派生中是​​非常危险的。

如果您的问题是前者，您可能想使用PKCS7Padding（在Java中也称为PKCS5Padding），其中works in the following manner：

• 如果消息长度小于完整的块边界（即lengthBytes % 16 != 0），则最后一个块用 N 个字节填充，其中 N = 16 - (lengthBytes % 16) ，每个字节的值为N。例如，如果最后一个块为 13 个字节，则将使用 0x03 0x03 0x03 填充以达到 16 的长度。
• 如果消息长度是块大小的整数倍（即lengthBytes % 16 == 0），则会添加一个完整的0x10 块（16 字节）。

上面的链接解释了这一点的全部原因。出于多种原因，不推荐使用零填充/空填充方案。

如果这实际上是关于如何实现练习代码的问题，则以下方法有效（在单个块上操作，而不是完整的明文）：

String plaintext = "This is text"; // 12 bytes
byte[] plainBytes = plaintext.getBytes(StandardCharsets.UTF_8);
byte[] paddedBytes = new byte[16];
System.arraycopy(plainBytes, 0, paddedBytes, 0, plainBytes.length);

assert paddedBytes.length == 16;
assert paddedBytes[12] == (byte) 0x00;
assert paddedBytes[13] == (byte) 0x00;
assert paddedBytes[14] == (byte) 0x00;
assert paddedBytes[15] == (byte) 0x00;

如果转换回字符串，生成的字节数组将如下所示。

This is text    | <-- There will be four "unprintable character" indicators because 0x00 is not a printable character in UTF-8