在Java中生成和使用两个密钥进行加密和解密

Question

我正在使用Java应用程序，该应用程序要求我使用从不同字符串生成的两个密钥进行加密和解密。一个字符串来自用户，另一个是主密钥。我上网查看了有关它的一些参考资料。我真的很想知道如何实现此目标。我将展示我现在拥有的。

因此，从代码中可以看到，我使用了其他stackoverflow帖子中的一些代码，并对其进行了一些修改。我只是不知道如何从2个字符串生成2个密钥，以及从哪里可以获取用于解密的SecretKey
desKey。

代码：

public class Encryption {

public void doStuff() {

    String plaintext = "abc";

    SecretKey k1 = generateDESkey();
    SecretKey k2 = generateDESkey();


    String firstEncryption = desEncryption(plaintext, k1);
    String decryption = desDecryption(firstEncryption, k2);
    String secondEncryption = desEncryption(decryption, k1);

    System.out.println(firstEncryption);
    System.out.println(decryption);
    System.out.println(secondEncryption);
}

public static SecretKey generateDESkey() {
    KeyGenerator keyGen = null;
    try {
        keyGen = KeyGenerator.getInstance("DESede");
    } catch (NoSuchAlgorithmException ex) {
        Logger.getLogger(Test.class
                .getName()).log(Level.SEVERE, null, ex);
    }
    try {
        assert keyGen != null;
        keyGen.init(112); // key length 56
        return keyGen.generateKey();
    } catch (NullPointerException ex){
        return null;
    }
}


public static String desEncryption(String strToEncrypt, SecretKey desKey) {
    try {
        Cipher cipher = Cipher.getInstance("DESede/ECB/PKCS5Padding");
        cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, desKey);
        return Base64.encode(cipher.doFinal(strToEncrypt.getBytes()));
    } catch (NoSuchAlgorithmException | NoSuchPaddingException |
            IllegalBlockSizeException | BadPaddingException |
            InvalidKeyException ex) {
        Logger.getLogger(Test.class
                .getName()).log(Level.SEVERE, null, ex);
    }
    return null;
}


public static String desDecryption(String strToDecrypt, SecretKey desKey) {
    try {
        Cipher cipher = Cipher.getInstance("DESede/ECB/PKCS5Padding");
        cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, desKey);
        return new String(cipher.doFinal(Base64.decode(strToDecrypt)));

    } catch (NoSuchAlgorithmException |  BadPaddingException | IllegalBlockSizeException
            | InvalidKeyException | NoSuchPaddingException ex) {
        Logger.getLogger(Test.class
                .getName()).log(Level.SEVERE, null, ex);
    }
    return null;
}

}

如果有任何困惑或怀疑。请让我知道。

Answer 1

在更改代码之前先对其进行回答。

您正在尝试仅使用两个键而不是三个键来进行DESede。

这通常可能会奏效，但并非如您所写。问题是填充。在第二步中，您尝试使用不同于加密密钥的其他密钥解密密文，因此解密将失败超过256次中的255次，因为填充将是错误的（还因为您在其中使用Base64编码）没有必要）。

如果您确实想这样做，则必须解密而无需填充和Base64编码。好消息是，未编码的密文已经是块大小的倍数，因此不会阻止您使用"DES/ECB/NoPadding"。

public static void main(String[] args) {
    // First I would like to create keys by giving Strings
    SecretKey k1 = generateDESkey();
    SecretKey k2 = generateDESkey();

    // encryption
    byte[] firstEncryption = desEncryption("plaintext".getBytes("UTF-8"), k1, false);
    byte[] decryption = desDecryption(firstEncryption, k2, true);
    byte[] secondEncryption = desEncryption(decryption, k1, true);

    // decryption
    byte[] firstDecryption = desDecryption(secondEncryption, k1, true);
    byte[] encryption = desEncryption(firstDecryption, k2, true);
    byte[] secondDecryption = desDecryption(encryption, k1, false);

    System.out.println(new String(secondDecryption)); // plaintext
}

public static byte[] desEncryption(byte[] strToEncrypt, SecretKey desKey, boolean noPadding) {
    try {
        Cipher cipher = Cipher.getInstance(noPadding ? "DES/ECB/NoPadding" : "DES/ECB/PKCS5Padding");
        cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, desKey);
        return cipher.doFinal(strToEncrypt);
    } catch (Exception ex) {
        ex.printStackTrace();
    }
    return null;
}

public static byte[] desDecryption(byte[] strToDecrypt, SecretKey desKey, boolean noPadding) {
    try {
        Cipher cipher = Cipher.getInstance(noPadding ? "DES/ECB/NoPadding" : "DES/ECB/PKCS5Padding");
        cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, desKey);
        return cipher.doFinal(strToDecrypt);
    } catch (Exception ex) {
        ex.printStackTrace();
    }
    return null;
}

当以这种方式构造通用密钥时，这实际上是具有两个密钥的DESede的等效实现：

SecretKey k1 = generateDESkey();
SecretKey k2 = generateDESkey();

byte[] edeKeyBytes = new byte[24];
System.arraycopy(k1.getEncoded(), 0, edeKeyBytes, 0, 8);
System.arraycopy(k2.getEncoded(), 0, edeKeyBytes, 8, 8);
System.arraycopy(k1.getEncoded(), 0, edeKeyBytes, 16, 8);

edeKey = new SecretKeySpec(edeKeyBytes, "DESede");

Cipher cipher = Cipher.getInstance("DESede/ECB/PKCS5Padding");
cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, edeKey);

System.out.println(Base64.encode(cipher.doFinal("plaintext".getBytes("UTF-8"))));

DESede使用三个密钥，我们将其称为k1，k2和k3。所有这些都串联到一个字节数组中。在您的情况下，第二次使用k1代替k3。