Java 中的 AES 加密以匹配 C# 输出答案

【问题标题】：AES Encryption in Java to match with C# OutputJava 中的 AES 加密以匹配 C# 输出
【发布时间】：2019-03-06 17:59:40
【问题描述】：

我正在尝试使用 JAVA 进行 AES 加密，我进行了多次尝试，尝试了很多代码并进行了许多更改，最终达到了我的加密文本与使用 C# 代码生成的加密文本匹配但部分匹配的地方。最后一个 32 位块是不同的。我无权访问 C# 代码，因为它是第 3 方服务。谁能指导我错过了什么？

提到的条件是使用：

在 CBC 模式下使用 256 位 AES 加密并使用 PKCS5 填充使用您的主键和初始化向量来加密整个查询字符串。（不要在查询字符串中包含消息摘要。）主键是 64 位十六进制字符串，初始化向量是 32 位十六进制字符串。

我使用的样本值是：

Aes_IV = 50B666AADBAEDC14C3401E82CD6696D4

Aes_Key = D4612601EDAF9B0852FC0641DC2F273E0F2B9D6E85EBF3833764BF80E09DD89F（我的 KeyMaterial）

Plain_Text = ss=brock&pw=123456&ts=20190304234431（输入）

Encrypted_Text = 7643C7B400B9A6A2AD0FCFC40AC1B11E51A038A32C84E5560D92C0C49B3B7E0 A072AF44AADB62FA66F047EACA5C6A018（输出）

我的输出 = 7643C7B400B9A6A2AD0FCFC40AC1B11E51A038A32C84E5560D92C0C49B3B7E0 A38E71E5C846BAA6C31F996AB05AFD089

public static String encrypt( String keyMaterial, String unencryptedString, String ivString ) {
    String encryptedString = "";
    Cipher cipher;
    try {
        byte[] secretKey = hexStrToByteArray( keyMaterial );
        SecretKey key = new SecretKeySpec( secretKey, "AES" );
        cipher = Cipher.getInstance( "AES/CBC/PKCS5Padding" );
        IvParameterSpec iv;
        iv = new IvParameterSpec( hexStrToByteArray( ivString ) );
        cipher.init( Cipher.ENCRYPT_MODE, key, iv );
        byte[] plainText = unencryptedString.getBytes( "UTF-8") ;
        byte[] encryptedText = cipher.doFinal( plainText );
        encryptedString = URLEncoder.encode(byteArrayToHexString( encryptedText ),"UTF-8");
    }
    catch( InvalidKeyException | InvalidAlgorithmParameterException | UnsupportedEncodingException | IllegalBlockSizeException | BadPaddingException | NoSuchAlgorithmException | NoSuchPaddingException e ) {
        System.out.println( "Exception=" +e.toString() );
    }
    return encryptedString;
}

我已将其用于转换。

public static byte[] hexStrToByteArray ( String input) {
    if (input == null) return null;
    if (input.length() == 0) return new byte[0];

    if ((input.length() % 2) != 0)
        input = input + "0";

    byte[] result = new byte[input.length() / 2];
    for (int i = 0; i < result.length; i++) {
        String byteStr = input.substring(2*i, 2*i+2);
        result[i] = (byte) Integer.parseInt("0" + byteStr, 16);
    }
    return result;
}
public static String byteArrayToHexString(byte[] ba) {
    String build = "";
    for (int i = 0; i < ba.length; i++) {
        build += bytesToHexString(ba[i]);
    }
    return build;
}
    public static String bytesToHexString ( byte bt) {
    String hexStr ="0123456789ABCDEF";
    char ch[] = new char[2];
    int value = (int) bt;

    ch[0] = hexStr.charAt((value >> 4) & 0x000F);
    ch[1] = hexStr.charAt(value & 0x000F);

    String str = new String(ch);

    return str;
}

任何建议，我应该怎么做才能匹配输出？

【问题讨论】：

当我通过 C# 的 AES 实现运行您的输入时，我得到与您相同的输出（以 ...089 结尾）。由于只有最后一个块（即 16 字节）给您带来问题，我怀疑 C# 服务使用不同的填充。
如果消息（36 字节）用 0 到 48 (= 16 * 3) 字节的值填充，则参考值 7643C7B400B9A6A2AD0FCFC40AC1B11E51A038A32C84E5560D92C0C49B3B7E0A072AF44AADB62FA66F047EACA5C6A018 是可重现的。但是，这不是@RogerN 已经怀疑的PKCS5Padding。因此，必须验证 C# 端使用的填充。纯零字节填充并不可靠（例如，请参阅 crypto-it.net/eng/theory/padding.html）。

标签： java c# encryption aes tripledes

【解决方案1】：

如果只有最后一个 ECB / CBC 填充块不同，那么您可以很确定使用了不同的块密码填充。要验证使用了哪个填充，您可以尝试（正如 Topaco 在问题下方的 cmets 中所做的那样），或者您可以在没有填充的情况下解密密文。对于 Java，这将是 "AES/CBC/NoPadding"。

因此，如果您在给定密钥（和 IV）的情况下这样做，那么您将获得以下十六进制输出：

73733D62726F636B2670773D3132333435362674733D3230313930333034323334343331000000000000000000000000

显然这是零填充。

零填充有一个很大的缺点：如果您的密文以一个值为零的字节结尾，那么这个字节可能会被视为填充并从结果中删除。通常这对于由 ASCII 或 UTF-8 字符串组成的纯文本来说不是问题，但对于二进制输出可能会比较棘手。当然，我们在这里假设字符串不使用预期会出现在加密明文中的空终止符。

还有另一个较小的缺点：如果您的明文正好是块大小，那么零填充就不够标准，有两种情况：

填充总是被应用并且需要被移除，这意味着如果明文大小正好是块大小的数倍，那么仍然会添加一个完整的填充块（所以对于 AES 你会有1..16 个零值字节作为填充）；
仅在严格要求时才应用填充，这意味着如果明文大小恰好是块大小的数倍，则不应用填充（因此对于 AES，您将有 0..15 个零值字节作为填充）。

因此，目前，对于加密，您可能必须测试预期/接受哪一个。例如。 Bouncy Castle - 适用于 C# 和 Java - 总是（未）填充，而可怕的 PHP / mcrypt 库仅在需要时填充。

当然，您始终可以执行自己的填充，然后将 "NoPadding" 用于 Java。请记住，您从不取消填充超过 16 个字节。

一般警告：未经身份验证的加密不适合传输模式安全性。

【讨论】：