需要有关 AES CTR 密码 python 与 Java 的建议

Question

我正在处理一些任意数据使用 Python simple-crypt (source here) 加密的项目，然后在 java 应用程序中使用相同的加密数据。

我想了解 JSSE 和 Pycrypto 之间的概念差异。

这是 python 进行加密的部分 (source):

counter = Counter.new(HALF_BLOCK, prefix=salt[:HALF_BLOCK//8])
cipher = AES.new(cipher_key, AES.MODE_CTR, counter=counter)

这是我尝试 java 重新实现相同操作的尝试：

SecretKeySpec key = new SecretKeySpec(cipher_key, "AES");
IvParameterSpec ivSpec = new IvParameterSpec(salt, 0, HALF_BLOCK / 8);
Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES/CTR/NoPadding", "BC");
cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key, ivSpec);

这里的问题是 java 密码的初始化抛出异常：

java.security.InvalidAlgorithmParameterException: IV must be 16 bytes long.
    at org.bouncycastle.jce.provider.JCEBlockCipher.engineInit(Unknown Source)
    at javax.crypto.Cipher.init(Cipher.java:1394)
    at javax.crypto.Cipher.init(Cipher.java:1327)

HALF_BLOCK 的值为 64。

所以问题是，python 的 AES 实现如何与 HALF_BLOCK/8 密钥大小一起工作而 java 的 AES 实现如何不工作？

谢谢！

Answer 1

随机数（IV 的 "left side"；"right" 是顺序计数器）应作为 IV 与密文一起传输。没有必要对随机数保密。它只是不能重新用于由同一密钥加密的另一条消息。

看来 Python 代码正在生成一个新的 Counter，它有 64 位长并设置 prefix（我假设 nonce 值）成为 salt 变量的前 8 个字节。它可能（这里是巨大的假设，因为我无法访问 Python 代码）在 0x00 * 8 处开始实际的 counter 值，所以你的初始 IV将是：

salt = '#Eg����' # => UTF-8 encoding of 0x0123456789ABCDEF (not familiar enough with Python for the actual expression)
# Really may be misunderstanding, but as the AES IV must be 16 bytes, I imagine the terminology here is prefix = 8 bytes, sequence = 8 bytes
counter = Counter.new(HALF_BLOCK, prefix=salt[:HALF_BLOCK]) # => '0x01234567 89ABCDEF 00000000 00000000'
# Perform one encryption
counter # => '0x01234567 89ABCDEF 00000000 00000001'
# etc.

要在 Java 中执行相同的操作，应该像将 IvParameterSpec 初始化为与上面相同一样简单（即用 [= 右填充 salt 的前 8 个字节21=] 到 16 个字节）。

// Intentionally verbose for demonstration; this can obviously be compacted
byte[] salt = org.bouncycastle.util.encoders.Hex.decode("0123456789ABCDEF");
byte[] nonceAndCounter = new byte[16];
System.arraycopy(salt, 0, nonceAndCounter, 0, ((int) (HALF_BLOCK / 8)));
IvParameterSpec iv = new IvParameterSpec(nonceAndCounter);

这是一个完整的测试用例，它断言加密和解密是内部兼容的；您也可以运行使用来自 Python 方的数据进行验证。

    @Test
    public void testPythonCompatibility() {
        // Arrange
        byte[] cipher_key = org.bouncycastle.util.encoders.Hex.decode("0123456789ABCDEFFEDCBA9876543210");
        final int HALF_BLOCK = 64;
        byte[] salt = org.bouncycastle.util.encoders.Hex.decode("0123456789ABCDEF");
        byte[] nonceAndCounter = new byte[16];
        System.arraycopy(salt, 0, nonceAndCounter, 0, ((int) (HALF_BLOCK / 8)));
        IvParameterSpec iv = new IvParameterSpec(nonceAndCounter);
        Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES/CTR/NoPadding", "BC");
        SecretKeySpec key = new SecretKeySpec(cipher_key, "AES");
        cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key, iv);

        final String plaintext = "This is a plaintext message.";

        // Act
        byte[] cipherBytes = cipher.doFinal(plaintext.getBytes(StandardCharsets.UTF_8));

        // Assert
        cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key, iv);
        byte[] recoveredBytes = cipher.doFinal(cipherBytes);
        String recovered = new String(recoveredBytes, StandardCharsets.UTF_8);
        assert recovered.equals(plaintext);
    }

需要有关 AES CTR 密码 python 与 Java 的建议

Need advice about AES CTR cipher python vs. Java

java

aes

pycrypto

python-simple-crypt