使用单个密码对象或两个不同的对象进行解密和加密操作？

Question

如您所知，当我们要使用Java个卡片进行密码运算时，我们必须使用Cipher个对象。我的问题实际上与效率有关。假设我想使用 AES 密钥执行一些 Encryption 和 Decryption 操作。

以下哪种策略更好？

定义两个不同的 Cipher 对象并用一个键初始化它们，但模式不同（MODE_ENCRYPT 和 MODE_DECRYPT）。然后对于每个操作，我只需要在适当的对象上调用 doFinal() 方法。
定义单个 Cipher 对象，每次在调用 doFinal() 方法之前，以适当的模式对该对象执行 init() 方法调用。

Answer 1

这取决于您处理的是永久密钥还是临时密钥material。
如果你有持久键 material:

选项 1 需要更多的 EEPROM，但你有显着的时间提升，因为你只在生成或导入密钥 material 时调用 init() 一次。
因此选项 2 不可取

如果您有临时密钥 material:

选项 1 需要更多的 EEPROM，并且时间提升几乎不存在，因为无论如何您都需要调用 init()。我在 2 年前做了一些主要测试，如果我没记错的话，这两个选项之间存在 none 或非常小的性能差异
选项 2 需要较少的 EEPROM 并降低了代码的复杂性，因此是可取的

Answer 2

首先，根据Cipher.doFinal(...)的文档：

AES, DES, triple DES and Korean SEED algorithms in CBC mode reset the initial vector(IV) to 0. The initial vector(IV) can be re-initialized using the init(Key, byte, byte[], short, short) method.

这意味着如果你使用非零IV的AES-CBC，你必须在每个doFinal之后调用init，所以没有选择，真的。

现在让我们来看看我在 NXP 的 J2E145 卡上进行的一些实际测量。

每个对象 ALG_AES_BLOCK_128_CBC_NOPAD 和 ALG_AES_BLOCK_128_ECB_NOPAD 都需要 34 字节的 RAM 和 32 字节的持久内存实例。

关于时间消耗，有4种可能的情况：

情况一：同一个瞬态键：

key1 = (AESKey) KeyBuilder.buildKey(KeyBuilder.TYPE_AES_TRANSIENT_DESELECT,
 KeyBuilder.LENGTH_AES_128, false);
...
cipher.init(key1, Cipher.MODE_DECRYPT);
cipher.init(key1, Cipher.MODE_ENCRYPT);

结果：每个 11 毫秒 init(...)

情况 2： 不同的临时键：

key1 = (AESKey) KeyBuilder.buildKey(KeyBuilder.TYPE_AES_TRANSIENT_DESELECT,
     KeyBuilder.LENGTH_AES_128, false);
key2 = (AESKey) KeyBuilder.buildKey(KeyBuilder.TYPE_AES_TRANSIENT_DESELECT,
     KeyBuilder.LENGTH_AES_128, false);
...
cipher.init(key1, Cipher.MODE_DECRYPT);
cipher.init(key2, Cipher.MODE_ENCRYPT);

结果：每个 18 毫秒 init(...)

情况三：同一个持久键：

key1 = (AESKey) KeyBuilder.buildKey(KeyBuilder.TYPE_AES,
 KeyBuilder.LENGTH_AES_128, false);
...
cipher.init(key1, Cipher.MODE_DECRYPT);
cipher.init(key1, Cipher.MODE_ENCRYPT);

结果：每个 12 毫秒 init(...)

情况4：不同的持久键：

key1 = (AESKey) KeyBuilder.buildKey(KeyBuilder.TYPE_AES,
     KeyBuilder.LENGTH_AES_128, false);
key2 = (AESKey) KeyBuilder.buildKey(KeyBuilder.TYPE_AES,
     KeyBuilder.LENGTH_AES_128, false);
...
cipher.init(key1, Cipher.MODE_DECRYPT);
cipher.init(key2, Cipher.MODE_ENCRYPT);

结果：每个 19 毫秒 init(...)

结论： init 与存储器类型无关，确实非常快，因为 EEPROM 仅被读取并复制到 [=25 的内部（瞬态）存储器中=] 实例。虽然我可以想象一些对时间消耗要求很高的情况，但 34 个 RAM 字节似乎太多了，无法支付 20ms。当然，在您的平台上，确切的结果可能会有所不同，但权衡效率或多或少会保持不变。

使用单个密码对象或两个不同的对象进行解密和加密操作？

Using a single Cipher object or two different objects for decrypt and encrypt operations?

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