Java给定最终块未正确填充

Question

我正在尝试实现基于密码的加密算法，但出现此异常：

• javax.crypto.BadPaddingException：给定的最终块未正确填充

可能是什么问题？

这是我的代码：

public class PasswordCrypter {

    private Key key;

    public PasswordCrypter(String password)  {
        try{
            KeyGenerator generator;
            generator = KeyGenerator.getInstance("DES");
            SecureRandom sec = new SecureRandom(password.getBytes());
            generator.init(sec);
            key = generator.generateKey();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }


    public byte[] encrypt(byte[] array) throws CrypterException {
        try{
            Cipher cipher = Cipher.getInstance("DES/ECB/PKCS5Padding");
            cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key);

            return cipher.doFinal(array);
        } catch (Exception e) { 
            e.printStackTrace();
        }
        return null;
    }

    public byte[] decrypt(byte[] array) throws CrypterException{
        try{
            Cipher cipher = Cipher.getInstance("DES/ECB/PKCS5Padding");
            cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key);

            return cipher.doFinal(array);
        } catch(Exception e ){
            e.printStackTrace();
        }
        return null;
    }
}

（JUnit测试）

public class PasswordCrypterTest {

    private static final byte[] MESSAGE = "Alpacas are awesome!".getBytes();
    private PasswordCrypter[] passwordCrypters;
    private byte[][] encryptedMessages;

    @Before
    public void setUp() {
        passwordCrypters = new PasswordCrypter[] {
            new PasswordCrypter("passwd"),
            new PasswordCrypter("passwd"),
            new PasswordCrypter("otherPasswd")
        };

        encryptedMessages = new byte[passwordCrypters.length][];
        for (int i = 0; i < passwordCrypters.length; i++) {
            encryptedMessages[i] = passwordCrypters[i].encrypt(MESSAGE);
        }
    }

    @Test
    public void testEncrypt() {
        for (byte[] encryptedMessage : encryptedMessages) {
            assertFalse(Arrays.equals(MESSAGE, encryptedMessage));
        }

        assertFalse(Arrays.equals(encryptedMessages[0], encryptedMessages[2]));
        assertFalse(Arrays.equals(encryptedMessages[1], encryptedMessages[2]));
    }

    @Test
    public void testDecrypt() {
        for (int i = 0; i < passwordCrypters.length; i++) {
            assertArrayEquals(MESSAGE, passwordCrypters[i].decrypt(encryptedMessages[i]));
        }

        assertArrayEquals(MESSAGE, passwordCrypters[0].decrypt(encryptedMessages[1]));
        assertArrayEquals(MESSAGE, passwordCrypters[1].decrypt(encryptedMessages[0]));

        try {
            assertFalse(Arrays.equals(MESSAGE, passwordCrypters[0].decrypt(encryptedMessages[2])));
        } catch (CrypterException e) {
            // Anything goes as long as the above statement is not true.
        }

        try {
            assertFalse(Arrays.equals(MESSAGE, passwordCrypters[2].decrypt(encryptedMessages[1])));
        } catch (CrypterException e) {
            // Anything goes as long as the above statement is not true.
        }
    }
}

Answer 1

如果尝试使用错误的密钥解密填充了PKCS5的数据，然后取消填充（由Cipher类自动完成），则很可能会收到BadPaddingException（可能略小于255/256，约为99.61％ ），因为填充具有特殊的结构，该结构会在取消填充期间得到验证，并且只有很少的键会产生有效的填充。

因此，如果你收到此异常，请捕获它并将其视为“错误密钥”。

如果你提供了错误的密码，然后将其用于从密钥库中获取密钥，或者使用密钥生成功能将其转换为密钥，也会发生这种情况。

当然，如果你的数据在传输中被破坏，填充也可能发生。

也就是说，有关你的方案有一些安全说明：

• 对于基于密码的加密，应该使用SecretKeyFactory和PBEKeySpec而不是将SecureRandom与KeyGenerator一起使用。原因是SecureRandom在每个Java实现上可能是不同的算法，为你提供了不同的密钥。SecretKeyFactory以定义的方式进行密钥派生（如果选择正确的算法，则认为是安全的）。

• 不要使用ECB模式。它独立地加密每个块，这意味着相同的纯文本块也始终提供相同的密文块。

最好使用安全的操作模式，例如CBC（密码块链接）或CTR（计数器）。或者，使用也包括身份验证的模式，例如GCM（Galois计数器模式）或CCM（带有CBC-MAC的计数器），请参阅下一点。

• 通常，你不仅需要保密性，而且还要求身份验证，以确保消息不会被篡改。（这还可以防止对密文进行选择的密文攻击，即有助于提高机密性。）因此，在邮件中添加MAC（消息身份验证代码），或使用包含身份验证的密文模式（请参见上一点）。

• DES的有效密钥大小仅为56位。这个密钥空间很小，可以由专门的攻击者在几个小时内强行使用。如果你通过密码生成密钥，则速度会更快。此外，DES的块大小仅为64位，这在链接模式中增加了更多弱点。请改用AES等现代算法，该算法的块大小为128位，密钥大小为128位（对于标准变体）。