java - "NoPadding"参数在 Cipher 类中到底有什么作用？

Question

Java 的 Cipher 类支持转换 listed there 。其中有几个 NoPadding 变体:

• AES/CBC/NoPadding (128)
• AES/ECB/NoPadding (128)
• AES/GCM/NoPadding (128)
• DES/CBC/NoPadding (56)
• DES/ECB/NoPadding (56)
• DESede/CBC/NoPadding (168)
• DESede/ECB/NoPadding (168)

我首先假设这里的“填充”是指用于填充最后一个明文 block 的方法，如果明文的大小不是密码 block 大小的倍数。

但在这种情况下，如何才能在“无填充”的情况下使用 ECB 或 CBC 等分组密码模式呢？假设我们使用 AES/ECB/NoPadding 来加密 250 位消息。明文的第一个 block 显然是消息的前 128 位。第二个明文 block 的最后 6 位是多少？

Answer 1

嗯，首先，你不能喂Cipher - 在任何模式下 - 直接发送 250 位消息。原因是 - 就像在大多数运行时一样 - 字节是您可以处理的最小数据量。如果要编码 250 位，则必须考虑以字节为单位对这些位进行编码(例如，通过指示最终字节中不使用的位，如对 DER 编码的 ASN.1 的值编码所执行的那样)定义的位串)。

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DER BIT STRING 仅 11 位设置为 1 的示例:

05 FF E0

这里最后一个字节中有 5 个未使用的位(设置为值 0 )。因此，只是牺牲第一个字节来表明这一事实 - 它不是值的一部分。

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其次，即使输入是 8 位的倍数，您仍然无法使用NoPadding 进行加密。对于 ECB 或 CBC 模式除非输入本身已经是 block 大小的倍数。如果指定NoPadding那么确实没有添加任何字节(甚至没有 00 有值(value)的字节)，所以你会得到一个 IllegalBlockSizeException 如果明文大小不是 block 大小的倍数(AES 为 16 字节，DES 和 DES-EDE 为 8 字节)。

明文大小是提供给update的输入字节数。和doFinal方法在一起。最后一个 block 之前的 block 的字节将在需要时进行缓冲 - 只有最终计数很重要。

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来自Cipher#doFinal文档:

throws:

    ...
    IllegalBlockSizeException - if this cipher is a block cipher, no padding has been requested (only in encryption mode), and the total input length of the data processed by this cipher is not a multiple of block size; or if this encryption algorithm is unable to process the input data provided.
    ...

请注意，在我看来，这是一个糟糕的描述:在解密过程中，doFinal 将抛出此异常。如果大小不是 block 大小的倍数，则无论使用什么填充(同样，仅适用于 ECB 和 CBC 模式)。毕竟，填充仅在通过分组密码和操作模式解密后才会发生。

当然，加密期间 ECB 和 CBC 模式的输出应始终是 block 大小的倍数，因此这意味着密文在解密之前被截断或以其他方式更改。

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对于GCM来说不需要padding(内部使用了CTR模式加密)，所以NoPadding是唯一现实的选择，任何数量的数据都可以 - 但同样是由 Cipher 加密的最小元素是一个字节。尽管 GCM 算法是以位而不是字节为单位指定的，但此实现并不支持它。