如何销毁Java14中的SecretKey？

Question

我试图在解密后清除我的 Secretkey。根据我的阅读，SecretKeys 可以通过 destroy 方法销毁，因为 Java 8。我正在使用 Java 14，所以应该可以。

但是，每当我对一个键使用 destroy 方法时，都会抛出一个 DestroyFailedException。我还看到人们在他们的代码中忽略了该异常，但是，如果我这样做，我可以在调用 destroy 方法后打印密钥。

这里是我的解密方法：

private byte[] decrypt(byte[] encryptedText, char[] password) throws InvalidKeyException,
        InvalidAlgorithmParameterException, NoSuchAlgorithmException, NoSuchPaddingException,
        InvalidKeySpecException, IllegalBlockSizeException, BadPaddingException, DestroyFailedException {

    ByteBuffer bb = ByteBuffer.wrap(encryptedText);

    byte[] iv = new byte[ivLengthByte];
    bb.get(iv);

    byte[] salt = new byte[saltLengthByte];
    bb.get(salt);

    byte[] cipherText = new byte[bb.remaining()];
    bb.get(cipherText);

    SecretKey key;
    key = crypto.getAESKeyFromPassword(password, salt);

    Cipher cipher;
    cipher = Cipher.getInstance(algorithm);

    cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key, new GCMParameterSpec(tagLengthBit, iv));

    byte[] plainText = cipher.doFinal(cipherText);

    Main.clearArray(password, null);
    Main.clearArray(null, iv);
    Main.clearArray(null, salt);
    Main.clearArray(null, cipherText);

    key.destroy();

    cipher = null;

    return plainText;

}

调用 destroy 方法后，如前所述，我（假设我忽略了异常）能够通过 String encodedKey = Base64.getEncoder().encodeToString(key.getEncoded() 打印密钥);

编辑：在数组上使用我的 Clear 方法后，我仍然可以打印它：

byte[] temp = key.getEncoded();
        Main.clearArray(null, temp);

清除数组：

protected static void clearArray(char[] chars, byte[] bytes) {
    if (chars != null) {
        for (int i = 0; i < chars.length; i++) {
            chars[i] = '[=13=]';
        }

    }
    if (bytes != null) {
        for (int i = 0; i < bytes.length; i++) {
            bytes[i] = 0;
        }

    }

}

获取AES密钥：

protected SecretKey getAESKeyFromPassword(char[] password, byte[] salt)
        throws NoSuchAlgorithmException, InvalidKeySpecException {

    SecretKeyFactory factory = SecretKeyFactory.getInstance("PBKDF2WithHmacSHA512");

    KeySpec spec = new PBEKeySpec(password, salt, 65536, 256);
    SecretKey secret = new SecretKeySpec(factory.generateSecret(spec).getEncoded(), "AES");

    return secret;

}

最终编辑：

最好的解决办法是将 frim PBKDF2 换成 argon2。 https://github.com/kosprov/jargon2-api Argon2 允许使用原始哈希，然后您可以将该字节数组存储在上面提到的 SecureKeySpec 中，因为它允许破坏规范，并清除原始哈希数组。

Answer 1

你必须自己实现销毁方法。文档对此进行了解释。

https://docs.oracle.com/javase/8/docs/api/javax/crypto/SecretKey.html

Answer 2

实际上，没有简单的解决方法。问题在于 destroy 方法是一种“可选”方法。并非 SecretKey 的所有实现都实现了它。如果您使用的 SecretKey 类型未实现该方法，则会出现此异常并且没有简单的解决方案。

不幸的是，您不能自己实现该方法，因为（通常）它所属的 class 由 Java SE 库提供。

即使你想出了如何销毁密钥，也存在 String 包含密码 ¹ 的问题。（这个问题更多的是安全风险，因为搜索包含密码的 String 可能比搜索未知字节序列更容易。）

选项：

忘记问题了。不要破坏他们在内存中的密钥/密码。（请参阅下文了解为什么这并不像听起来那么糟糕。）
寻找替代的 JSSE 加密库，其中 AES 密钥的 SecretKey 实现实现 destroy。我猜 Bouncy Castle 图书馆可能会。（如果他们不这样做，您始终可以选择下载源代码并对其进行修补。）
恶心的反映。您可以找出哪个实际 class 实现了密钥，并查看其代码以了解它在内部如何表示密钥。然后你可以使用反射来打破抽象并访问它的私有状态并且......在密钥上写零。

为什么不销毁密钥不是灾难？

所以一些安全专家可能不同意这一点，但我仍然认为这是一个有效的观点。

当您将内存中的密钥或密码归零时，您（表面上）可以防止以下类型的攻击：

将 Java 调试器附加到 JVM 进程并使用它来定位和读取密钥。
读取 JVM 进程内存。
正在读取已写入磁盘的内存页面。

这些攻击有多容易？嗯，前两个要求黑客已经进入主机并升级到（可能）root 权限。在第三种情况下，您可以那样做，但黑客也可以窃取写入交换页的硬盘。

在所有情况下，黑客都必须找到密钥。与（比如）C/C++ 程序不同，密钥不会存储在固定位置。相反，黑客必须通过模式匹配或查找引用链来找到它。（一个 Java 调试器会更容易，前提是键对象仍然可以访问。）另一方面，一旦键被垃圾收集，内存中的副本就会消失，交换中的副本下次 OS 写出关键对象曾经存在的（现在的）脏页时将会去。在那之后……出于所有实际目的，它都“消失了”。

所以倒带一点。我说过，为了进行这种攻击，黑客已经需要root权限。（或硬盘驱动器，这很可能是同一件事。）现在，如果他们有硬盘驱动器，他们还有其他方法可以窃取密钥。例如：

使用调试器在 destroy 方法上设置断点，并在销毁之前抓取密钥。
在创建密钥之前使用调试器捕获密码。
窃取服务器 SSL 证书（或其他）的私钥，以便他们可以从网络流量中获取密码。
安装软件击键记录器。
将您的应用程序代码替换为通过某些侧通道泄露密钥或密码的版本。

当然，他们可以安装后门等。简而言之，如果黑客已将系统破坏到对 JVM 进行“从内存中窃取内容”攻击所需的程度，那可能是最少的您的后顾之忧。

现在安全专家可能会说，对黑客进行分层防御是“最佳实践”。这是有一定道理的。但是，如果安全性对您来说很重要，您应该进行适当的安全性分析（而不仅仅是“勾选”审计）并找出真正的风险是什么。这将（可能²）告诉你，最好专注于使系统安全而不是担心某人（具有 root 权限）是否可以窃取密钥内存不足。

^{1 - 虽然不是你的情况，因为我看到你正在使用 char[] ...可以清除。除了这仍然容易受到我所说的所有 other 攻击。

2 - 或者也许不会。但是你需要做分析！}

Answer 3

我可能找到了解决方案，我试过使用这个：https://github.com/dbsystel/SecureSecretKeySpec

唯一的问题是键必须是一个字节数组，这样做：

protected SecureSecretKeySpec getAESKeyFromPassword(char[] password, byte[] salt)
        throws NoSuchAlgorithmException, InvalidKeySpecException {

    SecretKeyFactory factory= SecretKeyFactory.getInstance("PBKDF2WithHmacSHA512");

    KeySpec spec = new PBEKeySpec(password, salt, 65536, 256);

    byte[] temp = factory.generateSecret(spec).getEncoded();

    SecureSecretKeySpec sec= new SecureSecretKeySpec(temp, "AES");

    Main.clearArray(null, temp);

    return sec;

}

可能不太好，因为有一个getEncoded调用了SecretKey，所以Memory中可能有一个SecretKey？

如何销毁Java14中的SecretKey？

How to destroy SecretKey in Java 14?

java

encryption

destroy

secret-key

aes-gcm

为什么不销毁密钥不是灾难？