cipher.getInstance（）和cipher.getInit（）用于AES加密的随机IV情况下的每个消息

Question

在一个多线程Java应用程序中，我们使用AES-256对磁盘上的文件进行加密和解密。请注意，多个线程可以对不同文件的加密和解密方法进行并发调用。

加密：

Cipher encrypter = Cipher.getInstance(algorithm, new BouncyCastleProvider());
IvParameterSpec ivSpec = getIvParamSpec(encrypter.getBlockSize());
encrypter.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key, ivSpec);
//..encrypt the data

Cipher decrypter = Cipher.getInstance(algorithm, new BouncyCastleProvider());
IvParameterSpec ivSpec = readIvParamSpec(decrypter.getBlockSize(), is);
decrypter.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key, ivSpec);
//.. decrypt the data

SecureRandom random = new SecureRandom();
byte[] iv = new byte[ivSizeBytes];
random.nextBytes(iv);
new IvParameterSpec(iv);

Answer 1

我的问题是，既然每次加密都使用random IV，那么是否需要对所有调用调用cipher.getInstance（）和cipher.init（）？

只要不在线程之间共享密码实例，就可以重用它们。正如Artjom提到的，密码实例是有状态的。它们既存储IV，也存储最后的密文（用作CBC模式加密的下一个向量），还可能存储一些缓冲的明文。将该状态与来自不同线程的输入混合将导致混乱。

由于每个文件加密都需要一个新的random，因此在调用doFinal方法之后，需要再次调用init。Init没有那么重量级；AES的子密钥派生可能会影响性能，但通常这不是一个大问题。

多次重新创建bouncycastleprovider是一个非常糟糕的主意，即使它可能在下面使用某种单例。但基本上您不需要Java唯一的Bouncy Castle实现。Oracle one可以使用将在兼容处理器上直接使用AES-NI指令集的AES-NI本质。那将绕着弹力城堡跑一圈--预计速度会提高7到13倍（！）。