java - 发送带有密文的 IV

Question

我正在 Java 中使用 AES/CTR/NoPadding 使用恒定 key 和随机 IV 来加密我的消息。

我计划将 IV 添加到密文前面，然后对其进行 Base64 编码。

现在有一个问题困扰着我。可以有多个 IV + 密文组合来生成我的原始消息。这不是问题吗？另外，发送 IV 是否安全(即在密文前面/附加)或者我应该遵循一些程序？

我对密码学比较陌生，所以如果这是一个非常简单的问题，请原谅我。我找不到任何令人满意的答案。

编辑:

public static String encrypt(String message) {
    try {
        Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES/CTR/NoPadding");
        byte[] iv = generateRandomIV();
        cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, SECRET_KEY, new IvParameterSpec(iv));

        byte[] cipherText = cipher.doFinal(message.getBytes("utf-8"));
        return DatatypeConverter.printBase64Binary(concat(iv, cipherText));
    } catch (Exception ex) {
        ex.printStackTrace();
    }
    return null;
}

public static String decrypt(String encryptedMessage) {
    try {
        byte[] bytes = DatatypeConverter.parseBase64Binary(encryptedMessage);
        byte[] iv = getIV(bytes);
        byte[] cipherText = getCipherText(bytes);

        Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES/CTR/NoPadding");
        cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, SECRET_KEY, new IvParameterSpec(iv));

        return new String(cipher.doFinal(cipherText));
    } catch (Exception ex) {
        ex.printStackTrace();
        return encryptedMessage;
    }
}

private static byte[] getIV(byte[] bytes) {
    return Arrays.copyOfRange(bytes, 0, 16);
}

private static byte[] getCipherText(byte[] bytes) {
    return Arrays.copyOfRange(bytes, 16, bytes.length);
}

然后

public static void main(String[] args) {
    System.out.println(decrypt("wVroKV1UnL2NXiImS83hLKpLLJKk"));
    System.out.println(decrypt("Q0tWAMZDhqMo0LbtEY7lF9D8Dkor"));
}

这两者都会产生相同的输出——“goody”

Answer 1

There can be multiple IV + Cipher text combinations that can result in my original message. Isn't that a problem?

您使用不同 IV 的原因是您可以使用相同的 key 以不同的密文发送相同的消息两次。

如果它生成相同的密文，对手就会知道发送了相同的消息，从而泄漏有关该消息的信息。因此，IV 的想法是，它生成不同的密文，并且在大多数情况下，这是有益的而不是问题。

是否有问题取决于您的协议(protocol)。请注意，密文长度仍然可能显示有关明文的信息(即“肯定，中士”当然会与“否”的加密不同)。

您需要一个身份验证标记/MAC 值来防止消息发生更改。此外，您可能需要包含消息序列号之类的内容，以确保不会发生重放攻击。

但是，越深入，加密就会变得越复杂。如果您需要安全传输，那么最终使用 TLS 或 SSH(或任何其他适用的传输层安全性)会变得更加容易。

Also, is it safe to send IV as such (i.e. prepend/append to the cipher text) or there is some procedure that I should follow?

前置它(“前置”在许多词典中不是一个词，你也可以使用“前缀”)是处理 IV 的常见方法，是的。 IV 无论如何都可以发送，并且不需要保密。然而，对于 CBC，它必须是随机的，而不是序列号。