在执行 getKey() 时，将密钥存储在令牌 USB 上会给出不同的密钥（几个不同的字节）

Question

我正在尝试在加密 USB 令牌上存储对称密钥（SecretKey，即三重 DES 密钥，ECB 模式）。我使用下面的代码来做到这一点：

private void storeSecretKey( SecretKey secretKey, String alias ) throws StoreException {
    try {
        log.info("Format: " + secretKey.getFormat());
        log.info("Alg: " + secretKey.getAlgorithm());
        log.info("STORE KEY (bytes): " + Arrays.toString( secretKey.getEncoded()));
        log.info("STORE KEY: " + ArrayUtils.convertToHexString( secretKey.getEncoded(), false, false));

        myKeyStore.setKeyEntry(alias, secretKey, tokenPIN.toCharArray(), null);

        myKeyStore.store(null);

        Key key = myKeyStore.getKey(alias, tokenPIN.toCharArray());

        log.info("Format: " + key.getFormat());
        log.info("Alg: " + key.getAlgorithm());
        log.info("FINAL KEY (bytes): " + Arrays.toString( key.getEncoded()));
        log.info("FINAL KEY: " + ArrayUtils.convertToHexString( key.getEncoded(), false, false));
    }
    catch ( KeyStoreException e ) {
        throw new StoreException( "Unable to store encryption key", e );
    } catch (NoSuchAlgorithmException e) {
        e.printStackTrace();
    } catch (UnrecoverableEntryException e) {
        e.printStackTrace();
    }
}

我得到以下日志记录：

INFO: Format: RAW
INFO: Alg: DESede
INFO: STORE KEY (bytes): [87, -81, -89, -62, 5, -116, -46, 111, -85, -52, -28, -85, -26, -57, -26, -58, -66, -52, -16, 30, 89, -45, 61, -86]
INFO: STORE KEY: 57afa7c2058cd26fabcce4abe6c7e6c6beccf01e59d33daa

INFO: Format: RAW
INFO: Alg: DESede
INFO: FINAL KEY (bytes): [87, -82, -89, -62, 4, -116, -45, 110, -85, -51, -27, -85, -26, -57, -26, -57, -65, -51, -15, 31, 88, -45, 61, -85]
INFO: FINAL KEY: 57aea7c2048cd36eabcde5abe6c7e6c7bfcdf11f58d33dab

令牌上存储的密钥（STORE KEY）和我使用getKey()获得的密钥（FINAL KEY）不同。怎么可能？

如果您需要任何其他可能遗漏的信息，请通知我。

谢谢。

Answer 1

您的 USB 令牌只是调整 3DES 密钥的奇偶校验。每个字节的每个低端位都是（三重）DES 的奇偶校验位。

如果最高7位相加是偶数需要设置，如果是奇数则不设置。如果将所有位加在一起，最后每个字节都应该有奇偶校验。所以第一个字节的值为 0x57 或 0b0101011_1 并且在最高位置有 4 位，所以最后一位必须是 1 - 但它已经设置，所以不需要调整。第二个字节，0xAF或0b1010111_1最高位有5位，所以最后一位需要是0。不是这样的，所以调整为0b1010111_0或0xAE.

如果您想要相同的值，那么您可以使用 SecretKeyFactory 而不是直接使用随机数生成器来构造您的（三重）DES 密钥。 SecretKeyFactory 也会为您调整奇偶校验 - 无需自己编程。我建议这样做，因为其他实现可能拒绝位数为偶数的字节（尽管通常会调整或忽略位数）。正如 James 所指出的，在加密/解密过程中，（三重）DES 不使用最低位。

这将创建正确编码的三重 DES 密钥（168 位有效，192 位编码）。这些也称为 DES ABC 密钥，因为所有三个 DES 密钥都不同（概率非常高）。

public static SecretKey generate192Bit3DESKey() {
    KeyGenerator keyGen;
    try {
        keyGen = KeyGenerator.getInstance("DESede");
    } catch (NoSuchAlgorithmException e) {
        throw new IllegalStateException("DESede functionality is required for Java, but it is missing");
    }

    // NOTE: this is the effective key size excluding parity bits
    // use 112 for two key (ABA) triple DES keys (not recommended)
    keyGen.init(168);

    // this does adjust parity
    SecretKey desABCKey = keyGen.generateKey();
    return desABCKey;
}

如果你的数据之后需要调整，你可以使用这个（只有一个for循环，没有额外的分支）：

public static byte[] adjustDESParity(final byte[] keyData) {
    for (int i = 0; i < keyData.length; i++) {
        // count the bits, and XOR with 1 if even or 0 if already odd 
        keyData[i] ^= (Integer.bitCount(keyData[i]) % 2) ^ 1;
    }
    return keyData;
}

在执行 getKey() 时，将密钥存储在令牌 USB 上会给出不同的密钥（几个不同的字节）

Storing secret key on token USB gives different key (few different bytes) when doing getKey()

java

cryptography

keystore

pkcs#11

secret-key