Java和C＃之间的加密差异

Question

嗨，我正在尝试弄清楚如何复制在C＃中但在Java中完成的文本加密。在C＃中，仍然让我感到困惑并且似乎无法找到答案的那部分代码是：

PasswordDeriveBytes myPass = new PasswordDeriveBytes(String Password, byte[] Salt);
Trp.Key = myPass.GetBytes(24);
Trp.IV = myPass.GetBytes(8);

基本上，Java中的这段代码等效于什么？ 更新：
使用提供的PasswordDeriveBytes代码（第二个代码段），我能够完美地复制C＃代码。谢谢Maarten Bodewes。

BASE64Encoder base64 = new BASE64Encoder();
PasswordDeriveBytes i_Pass = new PasswordDeriveBytes(passWord, saltWordAsBytes);
byte[] keyBytes = i_Pass.getBytes(24);
byte[] ivBytes = i_Pass.getBytes(8);
Cipher c3des = Cipher.getInstance("DESede/CBC/PKCS5Padding");
SecretKeySpec myKey = new SecretKeySpec(keyBytes, "DESede");
IvParameterSpec ivspec = new IvParameterSpec(ivBytes);
c3des.init (Cipher.ENCRYPT_MODE, myKey, ivspec);
encrytpedTextAsByte  = c3des.doFinal(plainTextAsBytes);
encryptedText  = base64.encode(encrytpedTextAsByte);

但似乎无法使其跨平台运行。基本上设置了解码代码（我在C＃3.5中无法更改），并且我尝试使用Java进行编码，以便C＃代码可以对其进行解码。

任何帮助将不胜感激。

Answer 1

问题在于，PasswordDeriveBytes仅为前20个字节定义了-在这种情况下，它是PBKDF1（ 而不是2
，因为您当前在Java代码中正在使用）。getBytes多次调用也可能会更改结果。一个或多个调用getBytes或超过20个字节的算法是Microsoft专有的，似乎在任何地方都没有描述。在Mono中，由于它可能不安全，甚至被描述为非修复。

我强烈建议使用RFC2898DeriveBytes那
确实 实现PBKDF2。注意仅将其用于ASCII输入，否则可能与Java实现不兼容。

唯一的其他选择是弄清楚Microsoft PasswordDeriveBytes对PBKDF1
的专有扩展（它仅定义最大20个字节的哈希大小的输出）。我在下面重新实现了Mono的版本。

向Microsoft反复请求更新此功能的API描述没有产生任何结果。如果结果不同，您可能需要阅读此错误报告。

这是专有的Microsoft扩展。基本上，它首先计算PBKDF-1，但不包括最后的哈希迭代，称为HX。对于前20个字节，它仅执行另一个哈希，因此它符合PBKDF1。下一个哈希值覆盖从1开始的计数器的ASCII表示形式（因此首先将其转换为"1"，然后转换为0x31），然后是HX的字节。

以下是从Mono代码进行的一种简单而直接的转换：

public class PasswordDeriveBytes {

    private final MessageDigest hash;
    private final byte[] initial;
    private final int iterations;

    private byte[] output;
    private int hashnumber = 0;
    private int position = 0;

    public PasswordDeriveBytes(String password, byte[] salt) {
        try {
            this.hash = MessageDigest.getInstance("SHA-1");
            this.initial = new byte[hash.getDigestLength()];
            this.hash.update(password.getBytes(UTF_8));
            this.hash.update(salt);
            this.hash.digest(this.initial, 0, this.initial.length);
            this.iterations = 100;
        } catch (NoSuchAlgorithmException | DigestException e) {
            throw new IllegalStateException(e);
        }
    }

    public byte[] getBytes(int cb) {
        if (cb < 1)
            throw new IndexOutOfBoundsException("cb");
        byte[] result = new byte[cb];
        int cpos = 0;
        // the initial hash (in reset) + at least one iteration
        int iter = Math.max(1, iterations - 1);
        // start with the PKCS5 key
        if (output == null) {
            // calculate the PKCS5 key
            output = initial;
            // generate new key material
            for (int i = 0; i < iter - 1; i++)
                output = hash.digest(output);
        }
        while (cpos < cb) {
            byte[] output2 = null;
            if (hashnumber == 0) {
                // last iteration on output
                output2 = hash.digest(output);
            } else if (hashnumber < 1000) {
                String n = String.valueOf(hashnumber);
                output2 = new byte[output.length + n.length()];
                for (int j = 0; j < n.length(); j++)
                    output2[j] = (byte) (n.charAt(j));
                System.arraycopy(output, 0, output2, n.length(), output.length);
                // don't update output
                output2 = hash.digest(output2);
            } else {
                throw new SecurityException();
            }
            int rem = output2.length - position;
            int l = Math.min(cb - cpos, rem);
            System.arraycopy(output2, position, result, cpos, l);
            cpos += l;
            position += l;
            while (position >= output2.length) {
                position -= output2.length;
                hashnumber++;
            }
        }
        return result;
    }
}

或者，更优化，更易读，只需要在两次调用之间更改输出缓冲区和位置即可：

public class PasswordDeriveBytes {

    private final MessageDigest hash;

    private final byte[] firstToLastDigest;
    private final byte[] outputBuffer;

    private int position = 0;

    public PasswordDeriveBytes(String password, byte[] salt) {
        try {
            this.hash = MessageDigest.getInstance("SHA-1");

            this.hash.update(password.getBytes(UTF_8));
            this.hash.update(salt);
            this.firstToLastDigest = this.hash.digest();

            final int iterations = 100;
            for (int i = 1; i < iterations - 1; i++) {
                hash.update(firstToLastDigest);
                hash.digest(firstToLastDigest, 0, firstToLastDigest.length);
            }

            this.outputBuffer = hash.digest(firstToLastDigest);

        } catch (NoSuchAlgorithmException | DigestException e) {
            throw new IllegalStateException("SHA-1 digest should always be available", e);
        }
    }

    public byte[] getBytes(int requested) {
        if (requested < 1) {
            throw new IllegalArgumentException(
                    "You should at least request 1 byte");
        }

        byte[] result = new byte[requested];

        int generated = 0;

        try {
            while (generated < requested) {
                final int outputOffset = position % outputBuffer.length;
                if (outputOffset == 0 && position != 0) {
                    final String counter = String.valueOf(position / outputBuffer.length);
                    hash.update(counter.getBytes(US_ASCII));
                    hash.update(firstToLastDigest);
                    hash.digest(outputBuffer, 0, outputBuffer.length);
                }

                final int left = outputBuffer.length - outputOffset;
                final int required = requested - generated;
                final int copy = Math.min(left, required);

                System.arraycopy(outputBuffer, outputOffset, result, generated, copy);

                generated += copy;
                position += copy;
            }
        } catch (final DigestException e) {
            throw new IllegalStateException(e);
        }
        return result;
    }
}

实际上，安全性还不是那么糟糕，因为字节之间通过摘要彼此分开。因此，密钥拉伸相对还可以。请注意，那里有Microsoft
PasswordDeriveBytes实现，其中包含一个错误和重复的字节（请参见上面的错误报告）。这里不转载。

用法：

private static final String PASSWORD = "46dkaKLKKJLjdkdk;akdjafj";

private static final byte[] SALT = { 0x26, 0x19, (byte) 0x81, 0x4E,
        (byte) 0xA0, 0x6D, (byte) 0x95, 0x34 };

public static void main(String[] args) throws Exception {
    final Cipher desEDE = Cipher.getInstance("DESede/CBC/PKCS5Padding");

    final PasswordDeriveBytes myPass = new PasswordDeriveBytes(PASSWORD, SALT);
    final SecretKeyFactory kf = SecretKeyFactory.getInstance("DESede");
    final byte[] key = myPass.getBytes(192 / Byte.SIZE);
    final SecretKey desEDEKey = kf.generateSecret(new DESedeKeySpec(key));

    final byte[] iv = myPass.getBytes(desEDE.getBlockSize());

    desEDE.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, desEDEKey, new IvParameterSpec(iv));

    final byte[] ct = desEDE.doFinal("owlstead".getBytes(US_ASCII));
}

有关Java实现的旁注：

• 迭代次数太低，请检查当前日期需要哪种迭代次数
• 密钥大小不正确，应创建3 * 64 = 192位而不是196位的密钥
• 3DES越来越老了，请改用AES