java - 分解 RSA/ECB/OAEPWithSHA-256AndMGF1Padding

Question

Java 有一个名为 RSA/ECB/OAEPWithSHA-256AndMGF1Padding 的模式。这到底是什么意思？

RFC3447 ，公钥加密标准 (PKCS) #1:RSA 加密规范版本 2.1，7.1.2 解密操作部分说 Hash 和 MGF 都是 RSAES-OAEP 的选项-解密。 MGF 是它自己的函数，在B.2.1 节 MGF1 中定义，它也有自己的哈希“选项”。

也许 RSAES-OAEP-DECRYPT 和 MGF1 中的哈希“选项”应该是相同的，或者它们可能不是，我不清楚。如果是，那么我想当您拥有 RSA/ECB/OAEPWITHSHA-256ANDMGF1PADDING 时，这意味着 sha256 应该用于两者。但是，如果它们不应该相同，那么您可以将 sha256 用于 RSAES-OAEP-DECRYPT，例如，将 sha1 用于 MGF1。如果是这样，那么 sha256 应该用于什么功能？其他函数应该使用什么哈希算法？

在这种情况下，ECB 意味着什么？ ECB 是一种对称 block 密码模式。电子密码本。也许这应该意味着 Java 如何处理大于模数的明文？就像也许将明文拆分成与模数一样大的 block ，然后用 RSA 加密每个 block 并将它们连接在一起？我只是猜测..

Answer 1

OAEP 的默认设置是对 MGF1 使用 SHA-1(但请参阅此答案末尾的编辑)。请注意，选择的哈希值对 OAEP 的安全性没有太大影响，因此大多数情况下将保留此默认值。

我们可以通过针对 "OAEPPadding" 和 OAEPParameterSpec 对其进行测试来轻松地对其进行测试:

// --- we need a key pair to test encryption/decryption
KeyPairGenerator kpg = KeyPairGenerator.getInstance("RSA");
kpg.initialize(1024); // speedy generation, but not secure anymore
KeyPair kp = kpg.generateKeyPair();
RSAPublicKey pubkey = (RSAPublicKey) kp.getPublic();
RSAPrivateKey privkey = (RSAPrivateKey) kp.getPrivate();

// --- encrypt given algorithm string
Cipher oaepFromAlgo = Cipher.getInstance("RSA/ECB/OAEPWITHSHA-256ANDMGF1PADDING");
oaepFromAlgo.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, pubkey);
byte[] ct = oaepFromAlgo.doFinal("owlstead".getBytes(StandardCharsets.UTF_8));

// --- decrypt given OAEPParameterSpec
Cipher oaepFromInit = Cipher.getInstance("RSA/ECB/OAEPPadding");
OAEPParameterSpec oaepParams = new OAEPParameterSpec("SHA-256", "MGF1", new MGF1ParameterSpec("SHA-1"), PSpecified.DEFAULT);
oaepFromInit.init(Cipher.DECRYPT_MODE, privkey, oaepParams);
byte[] pt = oaepFromInit.doFinal(ct);
System.out.println(new String(pt, StandardCharsets.UTF_8));

如果您将 MGF1 替换为参数 “SHA-256”，代码将失败并出现与填充相关的异常。

完全需要扩展算法的原因是与其他Cipher 算法的兼容性。为例如编写的代码"RSA/ECB/PKCS1Padding" 不使用任何参数，更不用说 OAEP 参数了。因此，如果没有更长的字符串，OAEP 将无法作为替代品。

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操作模式 “ECB” 在此上下文中没有任何意义，它应该是 “None” 或者应该完全忽略。您只能使用 SunRSA 提供程序的 RSA 实现来加密单个 block 。

如果您想加密更多数据，请创建一个随机 (AES) 对称 key 并使用 OAEP 对其进行加密。然后使用 AES key 加密您的特定数据。这称为混合密码系统，因为它使用非对称和对称原语来加密数据。

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请注意，JDK 7 (1.7) 或更早版本不支持 OAEP。从 Java 8 开始，OAEP 被包含在 Java 运行时的实现要求中:

• RSA/ECB/OAEPWithSHA-1AndMGF1Padding (1024, 2048)
• RSA/ECB/OAEPWithSHA-256AndMGF1Padding (1024, 2048)

某些协议(protocol)可能要求您在填充中使用 SHA-256 或 SHA-512，因为 SHA-1 在大多数情况下已被弃用 - 即使它不会直接受到此类用途的攻击。<​​/p>

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编辑:这主要是为 Java 编写的。到目前为止，许多其他库似乎采取了一些不同的方法，并为(大部分为空的)标签和 MGF1 使用相同的哈希值。如果您有无效的 OAEP 密文，您应该首先确保使用了正确的“默认值”。选择自己的默认值是不可能错误的任何库实现；最后，由协议(protocol)来定义所使用的哈希值。不幸的是，不存在强制性默认值 - 如果协议(protocol)所有者忘记为算法完全指定配置，这尤其是一个问题。