java - 加密字节后从 Cipher 获取更新的 IV

Question

我正在从事一个需要附加到 AES/CTR 加密文件的项目。现在，由于它是计数器模式，我知道我可以将计数器推进到任何位置并从文件中的位置开始读取。不过，我想知道的是，是否有办法让我获取 Cipher 在使用后可以访问的当前 IV。

Cipher c = Cipher.getInstance("AES/CTR/NoPadding");
SecretKeySpec keySpec = new SecretKeySpec(aeskey, "AES");
IvParameterSpec ivSpec = new IvParameterSpec(iv);

c.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, keySpec, ivSpec);

CipherOutputStream cipher_out = new CipherOutputStream(output, c);

try {
    while (true) {
        cipher_out.write(input.readByte());
    }
} catch (EOFException e) {
}

byte curIV[] = c.getIV();

相反，我发现 curIV 而不是更新后的 IV 与我一开始传入 ivSpec 的 IV 相同。没有办法得到当前的IV吗？

想法是存储:

<AES key><begin IV><current IV>

在非对称加密文件中，这种方式可以解密、读取，我们可以从头开始读取 AES 加密文件，或者我们可以使用 <current IV> 将新数据附加到我们的输出文件中。我们已经存储。

关于如何实现这个的任何其他建议？

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根据我发现的文档，Java 使用以下内容(接近 RFC3686 ):

<NONCE><COUNTER>

作为 CTR 的输入，并更新计数器，它被认为是一个大端数。

这是作为 IvParameterSpec 提供的见上图。

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除此之外，我想找回的是计数器，无论我们想称它为 IV，还是我们想称它为计数器，还是 nonce + iv + 计数器。

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有关 Sun 实现 CTR 的更多信息:http://javamex.ning.com/forum/topics/questions-on-aes-ctr-mode

Answer 1

在使用“SunJCE”提供程序进行试验时，CTR 模式下的 AES 遵循 the proposal published by NIST,其中初始计数器值在每个连续 block 中简单地增加 1。这与 NIST SP 800‑38A, Appendix B.1. 中给出的一般指导一致。 ，当递增的位数 m 是 block 中的位数 b。

这违反了 RFC 3686。也就是说，整个计数器都会递增，而不仅仅是 RFC 3686 中指定的有限部分。

您可以通过对 block 进行计数(从零开始)或通过测量密文的长度并用 block 大小进行整数除法来获知 block 索引。如果这些选项看起来太简单，您还可以将最后一个密文 block 与相应的纯文本进行异或，解密该结果，然后减去 IV 以生成 block 索引。

要附加，只需将 IV 设置为原始 IV 加上 block 索引。如果您正在编写可以以部分块结束的流，您将需要做一些额外的工作才能使流进入正确的状态。

int BLOCK_SIZE = 16;
BigInteger MODULUS = BigInteger.ONE.shiftLeft(BLOCK_SIZE * 8);
...
/* Retrieve original IV. */
byte[] iv = ... ;

/* Compute the index of the block to which data will be appended. */
BigInteger block = BigInteger.valueOf(file.length() / BLOCK_SIZE);
/* Add the block to the nonce to find the current counter. */
BigInteger nonce = new BigInteger(1, iv);
byte[] tmp = nonce.add(block).mod(MODULUS).toByteArray();
/* Right-justify the counter value in a block-sized array. */
byte[] ctr = new byte[BLOCK_SIZE];
System.arraycopy(tmp, 0, ctr, BLOCK_SIZE - tmp.length, tmp.length);
/* Use this to initialize the appending cipher. */
IvParameterSpec param = new IvParameterSpec(ctr);