Node.js 加密密钥和 iv 匹配 java SecretKeySpec / IvParameterSpec

Question

我正在尝试将 Java（简单）加密算法移植到 Node JS。我需要能够从 Java 方面 decrypt/encrypt 东西 encrypted/decrypted。

我卡在了最开始，密码的初始化。

在 Java 中，我用 SecretKeySpec 得到密钥，用 IvParameterSpec 得到初始化向量：

public CryptStuff(String password) throws zillion_exceptions {
    if (password==null) throw new InvalidKeyException("No encryption password is set!");
    key = new SecretKeySpec(password.getBytes("UTF-8"), "AES");
    cipher = Cipher.getInstance("AES/CBC/PKCS5Padding");
    ivSpec=new IvParameterSpec(new byte[cipher.getBlockSize()]);
    cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key, ivSpec);
}

NodeJS 需要一个 Key Buffer 和一个 IV buffer，但是，我不知道如何从头开始计算它们：

var mCrypto = require('crypto'),
    key=[0,0,0,0,0,0,.......],
    iv=[0,0,0,0,0,.........];

function init (password) {

    // generate key from password
    // generate IV from blocksize?

    var aesCipher = mCrypto.createCipheriv("aes-????????", (new Buffer(key)), (new Buffer(iv)));
    .
    .
    .
}

另外，AES/CBC/PKCS5Padding的匹配算法字符串是什么？

Answer 1

假设您拥有与 Java 代码中相同的密码字符串，您可以在节点中创建这样的密钥缓冲区：

var key = new Buffer(password, "utf8");

由于您在 Java 中使用零填充 IV（错误！），因此这是节点中的等效代码：

var iv = new Buffer(16); // 16 byte buffer with random data
iv.fill(0); // fill with zeros

由于您在 Java 中使用 CBC 模式，因此您必须在节点中执行相同的操作。请注意，根据您的 "password" 长度 select 加密字符串时，您必须 select 正确的密钥大小：

var aesCipher = mCrypto.createCipheriv("aes-128-cbc", key, iv);
// or
var aesCipher = mCrypto.createCipheriv("aes-192-cbc", key, iv);
// or
var aesCipher = mCrypto.createCipheriv("aes-256-cbc", key, iv);

节点将自动应用 PKCS#7 填充，这与 AES 的 PKCS#5 填充相同。

密码不是密钥！

密码的长度通常不适合用作密钥（AES 的有效长度为 16 字节、24 字节和 32 字节）并且它仅由可打印字符组成，这可能使攻击者更容易暴力破解密钥。

从密码创建密钥需要的是密钥派生函数。流行的是 PBKDF2、bcrypt 和 scrypt（成本越来越高）。

随机IV！

您确实应该为您生成的每个密文生成一个新的随机 IV。如果您使用静态 IV，观察您的密文的攻击者可以确定您发送了相同甚至相似的消息。如果您使用随机 IV，则密文差异很大，以至于攻击者无法确定两个不同的密文是否是从同一明文创建的。这称为语义安全。

随机 IV 本身不必是秘密的，因此您可以轻松地将其添加到密文中并在解密之前将其切掉。

您甚至可以将其与密钥派生函数 (KDF) 结合使用。只需为 KDF 生成一个随机盐。 KDF 通常能够导出可变数量的输出字节，因此只需让它导出密钥 || IV（连接）然后拆分它们。现在，你只需要在密文前面加盐即可。

身份验证！

根据您的系统，您可能容易受到填充 oracle 攻击等攻击。最好的防御方法是验证密文。因此，您可以使用具有强 MAC 的加密然后 MAC 方案，例如 HMAC-SHA256，或者使用经过身份验证的操作模式，例如 GCM 或 EAX。 Java 和 node 都支持 GCM，但是需要做更多的工作。

Node.js 加密密钥和 iv 匹配 java SecretKeySpec / IvParameterSpec

Node.js crypto key and iv to match java SecretKeySpec / IvParameterSpec

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密码不是密钥！

随机IV！

身份验证！