java - 在 Java 中快速、简单地使用对称密码进行整数加密

Question

在 Java 中，具有这些属性的整数加密的密码函数是什么？:

• 快
• 对称 key 算法
• 使用简单(即只需几行代码即可使用，无需包含外部库)
• 可以指定输出长度(例如20个字符)

我只需要用它来加密/解密整数。

Answer 1

没有外部库的要求将列表减少到 DES、3DES 和 AES。 DES 和 3DES 的 block 大小为 64 位，而 AES 的 block 大小为 128 位。有不同的方面，一个人可以检查这个。

密文大小

DES 和 3DES 最适用于最多 56 位宽(非全长)的整数，因为由于填充，结果将是一个 8 字节的 block 。如果您加密一个完整的 long 值，则会添加一个额外的填充 block 。

AES 总是会为任何 long 值的 int 生成一个 16 字节的密文。

速度

根据 this analysis AES (Rijndael-128) 的速度是 DES/3DES 的两倍多，但 key 大小更大(更安全)。当 CPU 支持 AES-NI 时，AES 甚至可以比 DES 或 3DES 快得多。目前所有的 CPU 都支持这个。这是我从 openssl speed 命令获取的当前结果。

AES 对于 16 字节有效载荷达到 127MB/s，而 3DES 仅达到 27MB/s。 Here是要四处查看的数据。

安全

不要将 DES 用于任何严肃的事情，因为它只有一个 56 位 key (64 位奇偶校验)。暴力破解成本为 2⁵⁶。 3DES 也不是很好，因为暴力破解成本是 2¹¹² . AES 的暴力破解成本为 2¹²⁸、2¹⁹²、2²⁵⁶，具体取决于使用的 key 大小。

代码

可能使用AES:

private final String CIPHER_NAME = "AES/ECB/PKCS5Padding";
private final String ALGORITHM_NAME = "AES"; // keySizes 128, 192, 256
// private final String CIPHER_NAME = "DES/ECB/PKCS5Padding";
// private final String ALGORITHM_NAME = "DES"; // keySize 56
// private final String CIPHER_NAME = "DESede/ECB/PKCS5Padding";
// private final String ALGORITHM_NAME = "DESede"; // keySize 168

byte[] encrypt(SecretKey key, long num) {
    BigInteger bignum = BigInteger.valueOf(num);
    Cipher cipher = Cipher.getInstance(CIPHER_NAME);
    cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key);
    return cipher.doFinal(bignum.toByteArray());
}

long decrypt(SecretKey key, byte[] ct) {
    Cipher cipher = Cipher.getInstance(CIPHER_NAME);
    cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key);
    byte[] pt = cipher.doFinal(ct);
    BigInteger bignum = new BigInteger(pt);
    return bignum.longValue();
}

SecretKey keyGen(String algorithm, int keySize) {
    KeyGenerator keygen = KeyGenerator.getInstance(algorithm);
    keygen.init(keySize);
    return keygen.generateKey();
}

运作方式

这里我使用ECB模式。使用它通常不是一个好主意。它有一个问题，即用相同的 key 加密相同的明文会得到相同的密文。这可能不是可接受的属性。如果 Not Acceptable ，那么您需要使用例如带有新随机 IV 的 CBC 模式。 With 会将密文炸毁一个额外的 block 。