使用 RSA 公钥加密 AES 密钥

Question

我正在编写一个用于传输文件的小型应用程序，或多或少是作为了解更多编程加密基础的一种方式。这个想法是生成一个 RSA 密钥对，交换公钥，然后发送 AES iv 和密钥以进行进一步解密。我想用接收者 RSA 公钥加密 AES 密钥，如下所示：

// encode the SecretKeySpec
private byte[] EncryptSecretKey ()
{
    Cipher cipher = null;
    byte[] key = null;

    try
    {
        cipher = Cipher.getInstance("RSA/ECB/NOPADDING");
        // contact.getPublicKey returns a public key of type Key
        cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, contact.getPublicKey() );
        // skey is the SecretKey used to encrypt the AES data
        key = cipher.doFinal(skey.getEncoded());
    }
    catch(Exception e )
    {
        System.out.println ( "exception encoding key: " + e.getMessage() );
        e.printStackTrace();
    }
    return key;
}

然后我将密钥值写给接收者，并像这样解密：

private SecretKey decryptAESKey(byte[] data )
{
    SecretKey key = null;
    PrivateKey privKey = null;
    Cipher cipher = null;

    System.out.println ( "Data as hex: " + utility.asHex(data) );
    System.out.println ( "data length: " + data.length );
    try
    {
        // assume this loads our private key
        privKey = (PrivateKey)utility.loadLocalKey("private.key", false);

        cipher = Cipher.getInstance("RSA/ECB/NOPADDING");
        cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, privKey );
        key = new SecretKeySpec(cipher.doFinal(data), "AES");

        System.out.println ( "Key decrypted, length is " + key.getEncoded().length );
        System.out.println ( "data: " + utility.asHex(key.getEncoded()));
    }
    catch(Exception e)
    {
        System.out.println ( "exception decrypting the aes key: " + e.getMessage() );
        e.printStackTrace();
        return null;
    }

    return key;
}

在控制台的另一边，我得到这个作为输出：

read_bytes for key: 16
data length: 16
Data as hex: <hex string>
Key decrypted, length is 256
java.security.InvalidKeyException: Invalid AES key length: 256 bytes

此外，如果我创建一个大小为 16 的字节数组并将 cipher.doFinal(data) 输出放入其中，则该数组似乎已调整为 256 字节（至少 .length 是这样说的）。为什么会这样，更进一步，我做错了什么？

编辑
我解决了这个问题，并认为我会发布这个问题，以防有人遇到这个问题。事实证明，问题在于 RSA/ECB/NOPADDING。出于某种奇怪的原因，当我将 SecretKey 转移到客户端时，它搞砸了我的创建。 可能与我如何生成密钥对有关（我为此使用 getInstance("RSA")），但我并不完全确定。

Answer 1

正如 owlstead 所提到的，您不能只使用“原始”RSA 而不进行加密/解密填充。一方面它非常不安全，另一方面，Java 库甚至不支持它。下面是使用 RSA 密钥对加密/解密 AES 密钥的工作代码。

private byte[] EncryptSecretKey ()
{
    Cipher cipher = null;
    byte[] key = null;

    try
    {
        // initialize the cipher with the user's public key
        cipher = Cipher.getInstance("RSA/ECB/PKCS1Padding");
        cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, contact.getPublicKey() );
        key = cipher.doFinal(skey.getEncoded());
    }
    catch(Exception e )
    {
        System.out.println ( "exception encoding key: " + e.getMessage() );
        e.printStackTrace();
    }
    return key;
}

AES 密钥的解密如下所示：

private SecretKey decryptAESKey(byte[] data )
{
    SecretKey key = null;
    PrivateKey privKey = null;
    Cipher cipher = null;

    try
    {
        // this is OUR private key
        privKey = (PrivateKey)utility.loadLocalKey(
                                ConfigFrame.privateKeyLocation, false);

        // initialize the cipher...
        cipher = Cipher.getInstance("RSA/ECB/PKCS1Padding");
        cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, privKey );

        // generate the aes key!
        key = new SecretKeySpec ( cipher.doFinal(data), "AES" );
    }
    catch(Exception e)
    {
        System.out.println ( "exception decrypting the aes key: " 
                                               + e.getMessage() );
        return null;
    }

    return key;
}

Answer 2

您不能只使用“原始”RSA 来加密没有任何填充的数据。如果只是出于安全原因，您需要某种填充方案。通常使用“RSA/ECB/PKCS1Padding”。这可以加密最多比密钥大小少 11 个字节的数据。它确保数据适合模数，并添加至少 8 个字节的随机数据以确保加密，例如两次“是”这个词不会产生两个相同的密文。最后，它确保您可以找出加密数据的八位字节大小，因此您可以简单地加密构成 AES 密钥的 16、24 或 32 个字节。

Answer 3

要记住的一件事是，使用 RSA 以及实际上许多其他 通常包括 AES 的算法，您提供的“有用”数据 不是字面上加密的数据。通常，一些额外的数据 需要包括，例如，指示的实际长度 某种方式的数据，用于任何完整性检查的数据……对用户来说， 输入字节数不一定等于字节数 以下加密。

Comment Source

要获得正确的密钥大小，您可以在密钥 (SHA) 上使用 HashAlgorithm，这将为您提供固定的输出大小。否则你可以只使用前 16 个字节作为键而忽略其余的？祝你好运。