在 Java 中生成并使用两个密钥进行加密和解密

Question

我正在开发一个 Java 应用程序，它需要我使用两个密钥从不同的字符串生成用于加密和解密。一字符串来自用户，其他是主密钥。我在网上看并找到了一些关于它的参考资料。我真的很想要一些帮助了解如何实现这一点。我会展示我现在的东西。

正如您从代码中看到的那样，我使用了其他 Whosebug post 中的一些代码并对其进行了一些修改。我只是不知道如何从 2 个字符串生成 2 个密钥，以及从哪里可以获得用于解密的 SecretKey desKey。

代码：

public class Encryption {

public void doStuff() {

    String plaintext = "abc";

    SecretKey k1 = generateDESkey();
    SecretKey k2 = generateDESkey();


    String firstEncryption = desEncryption(plaintext, k1);
    String decryption = desDecryption(firstEncryption, k2);
    String secondEncryption = desEncryption(decryption, k1);

    System.out.println(firstEncryption);
    System.out.println(decryption);
    System.out.println(secondEncryption);
}

public static SecretKey generateDESkey() {
    KeyGenerator keyGen = null;
    try {
        keyGen = KeyGenerator.getInstance("DESede");
    } catch (NoSuchAlgorithmException ex) {
        Logger.getLogger(Test.class
                .getName()).log(Level.SEVERE, null, ex);
    }
    try {
        assert keyGen != null;
        keyGen.init(112); // key length 56
        return keyGen.generateKey();
    } catch (NullPointerException ex){
        return null;
    }
}


public static String desEncryption(String strToEncrypt, SecretKey desKey) {
    try {
        Cipher cipher = Cipher.getInstance("DESede/ECB/PKCS5Padding");
        cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, desKey);
        return Base64.encode(cipher.doFinal(strToEncrypt.getBytes()));
    } catch (NoSuchAlgorithmException | NoSuchPaddingException |
            IllegalBlockSizeException | BadPaddingException |
            InvalidKeyException ex) {
        Logger.getLogger(Test.class
                .getName()).log(Level.SEVERE, null, ex);
    }
    return null;
}


public static String desDecryption(String strToDecrypt, SecretKey desKey) {
    try {
        Cipher cipher = Cipher.getInstance("DESede/ECB/PKCS5Padding");
        cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, desKey);
        return new String(cipher.doFinal(Base64.decode(strToDecrypt)));

    } catch (NoSuchAlgorithmException |  BadPaddingException | IllegalBlockSizeException
            | InvalidKeyException | NoSuchPaddingException ex) {
        Logger.getLogger(Test.class
                .getName()).log(Level.SEVERE, null, ex);
    }
    return null;
}

}

如有任何困惑或疑惑。请告诉我。

Answer 1

更改代码前的答案。

您正在尝试仅使用两个键而不是三个键来执行 DESede。

这可能通常有效，但不像您写的那样。问题是填充。在第二步中，您尝试使用其他密钥解密密文，而不是使用加密的密钥，因此在 256 次中，解密将失败超过 255 次，因为填充将是错误的（也因为您使用 Base64 编码没有必要）。

如果你真的想这样做，你将不得不在不填充和Base64编码的情况下解密。好消息是未编码的密文已经是块大小的倍数，所以没有阻止你使用 "DES/ECB/NoPadding".

public static void main(String[] args) {
    // First I would like to create keys by giving Strings
    SecretKey k1 = generateDESkey();
    SecretKey k2 = generateDESkey();

    // encryption
    byte[] firstEncryption = desEncryption("plaintext".getBytes("UTF-8"), k1, false);
    byte[] decryption = desDecryption(firstEncryption, k2, true);
    byte[] secondEncryption = desEncryption(decryption, k1, true);

    // decryption
    byte[] firstDecryption = desDecryption(secondEncryption, k1, true);
    byte[] encryption = desEncryption(firstDecryption, k2, true);
    byte[] secondDecryption = desDecryption(encryption, k1, false);

    System.out.println(new String(secondDecryption)); // plaintext
}

public static byte[] desEncryption(byte[] strToEncrypt, SecretKey desKey, boolean noPadding) {
    try {
        Cipher cipher = Cipher.getInstance(noPadding ? "DES/ECB/NoPadding" : "DES/ECB/PKCS5Padding");
        cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, desKey);
        return cipher.doFinal(strToEncrypt);
    } catch (Exception ex) {
        ex.printStackTrace();
    }
    return null;
}

public static byte[] desDecryption(byte[] strToDecrypt, SecretKey desKey, boolean noPadding) {
    try {
        Cipher cipher = Cipher.getInstance(noPadding ? "DES/ECB/NoPadding" : "DES/ECB/PKCS5Padding");
        cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, desKey);
        return cipher.doFinal(strToDecrypt);
    } catch (Exception ex) {
        ex.printStackTrace();
    }
    return null;
}

这实际上是在以这种方式构造通用密钥时，具有两个密钥的 DESede 的等效实现：

SecretKey k1 = generateDESkey();
SecretKey k2 = generateDESkey();

byte[] edeKeyBytes = new byte[24];
System.arraycopy(k1.getEncoded(), 0, edeKeyBytes, 0, 8);
System.arraycopy(k2.getEncoded(), 0, edeKeyBytes, 8, 8);
System.arraycopy(k1.getEncoded(), 0, edeKeyBytes, 16, 8);

edeKey = new SecretKeySpec(edeKeyBytes, "DESede");

Cipher cipher = Cipher.getInstance("DESede/ECB/PKCS5Padding");
cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, edeKey);

System.out.println(Base64.encode(cipher.doFinal("plaintext".getBytes("UTF-8"))));

DESede 使用三个键，我们称之为 k1、k2 和 k3。所有这些都连接成一个字节数组。在您的情况下，第二次使用 k1 代替 k3。

在 Java 中生成并使用两个密钥进行加密和解密

Generating and using two keys for encryption and decryption in Java

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