java - 在密码实例算法之间切换会使内容无法解密

Question

我们有一个稳定的代码库(我们认为)，我们将文件流式传输到代码库中，对其进行加密，然后写入生成的加密文件。然后我们解密加密文件以确保该过程在整个循环中正常运行。

我们一直在使用 PBEWITHSHA1ANDDESEDE 并且它已经正常工作了大约一年，但我们注意到该算法被认为有风险/损坏。但是，我们尝试换用更好的算法，但现在内容无法解密且无法读取。根据我们发现的 Veracode 博客 here，我们换成的算法是 PBEWithHmacSHA512AndAES_128 .

如果我们不做其他代码更改，为什么切换到这个替代算法会导致文件不加密/解密整圈？我们可以做些什么来让它发挥作用？

下面是代码的重要(我认为)部分，带有注释/注释。

// defined outside the below method; this algorithm works:
private static String ALGORITHM = "PBEWITHSHA1ANDDESEDE";

// the new version, which fails:
//private static String ALGORITHM = "PBEWithHmacSHA512AndAES_128";

private static Cipher getCipher(int mode, String password) throws NoSuchAlgorithmException, InvalidKeySpecException,
    NoSuchPaddingException, InvalidKeyException, InvalidAlgorithmParameterException {

    // Create secret key using password
    PBEKeySpec pbeKeySpec = new PBEKeySpec(password.toCharArray());
    SecretKeyFactory secretKeyFactory = SecretKeyFactory.getInstance(ALGORITHM);
    SecretKey secretKey = secretKeyFactory.generateSecret(pbeKeySpec);

    // Create the cipher
    byte[] salt = new byte[SALT_SIZE];
    salt = password.getBytes();

    PBEParameterSpec pbeParameterSpec = new PBEParameterSpec(salt, PBEPARAMETERSPEC_ITERATION_COUNT);
    Cipher cipher = Cipher.getInstance(ALGORITHM);

    // this original line causes crash with the new algorithm, reporting:
    // Exception in thread "main" java.security.InvalidAlgorithmParameterException: Missing parameter type: IV expected
    // solved as per this S.O. post:
    // https://stackoverflow.com/questions/29215274/how-do-i-properly-use-the-pbewithhmacsha512andaes-256-algorithm
    cipher.init(mode, secretKey, pbeParameterSpec);

    // this new line causes the encryption/decryption to apparently fail, giving results that look like this:
    // �0�.�����j�"��ۗP#o˾���IYc� �we����)�Tq(f�C���.��njDt�.pG��
    //cipher.init(mode, secretKey, cipher.getParameters());
    return cipher;
}

编辑:

我们目前使用PBEWITHSHA1ANDDESEDE进行加解密。我们要做的是切换，以便我们使用 PBEWithHmacSHA512AndAES_128 进行加密和解密。我们不希望使用 PBEWithHmacSHA512AndAES_128 解密使用 PBEWITHSHA1ANDDESEDE 加密的密文。

需要明确的是，这一切都发生在一个类中，并在沙盒中执行一次作为概念证明。我们只想得到 PBEWithHmacSHA512AndAES_128 算法进行加密，并立即解密单个非关键内容。我们只是想根据 Veracode 的建议替换 PBEWITHSHA1ANDDESEDE，但我们无法弄清楚为什么这不起作用。

应要求，这里是整个 PoC:

import java.io.ByteArrayOutputStream;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.security.InvalidAlgorithmParameterException;
import java.security.InvalidKeyException;
import java.security.NoSuchAlgorithmException;
import java.security.spec.InvalidKeySpecException;

import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.CipherOutputStream;
import javax.crypto.NoSuchPaddingException;
import javax.crypto.SecretKey;
import javax.crypto.SecretKeyFactory;
import javax.crypto.spec.PBEKeySpec;
import javax.crypto.spec.PBEParameterSpec;

public class FileEncryption {

    private static String PASSWORD = "fake-password-for-stack-overflow-post";
    private static String SOURCE_PATH = "";
    private static String SOURCE_FILE;
    private static String ENCRYPTED_FILE;
    private static String DECRYPTED_FILE;

    private static String ALGORITHM = "PBEWithHmacSHA512AndAES_128";
    private static int SALT_SIZE = 8;
    private static int PBEPARAMETERSPEC_ITERATION_COUNT = 100;

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        if(args.length != 1) {
            System.out.println("Only accept a single variable, the path to input.txt.");
            System.out.println("(output will go to same dir)");
            return;
        }

        SOURCE_PATH = args[0];
        System.out.println("Set path: " + SOURCE_PATH);

        if( SOURCE_PATH.charAt(SOURCE_PATH.length()-1) != '/' ) {
            SOURCE_PATH += '/';
        }

        SOURCE_FILE = SOURCE_PATH + "plainfile.txt";
        ENCRYPTED_FILE = SOURCE_PATH + "plainfile.encrypted.txt";
        DECRYPTED_FILE = SOURCE_PATH + "plainfile.decrypted.txt";
        encryptContent(SOURCE_FILE, ENCRYPTED_FILE, PASSWORD);
        decryptContent(ENCRYPTED_FILE, DECRYPTED_FILE, PASSWORD);
    }

    private static void encryptContent(String inputFile, String outputFile, String password) throws Exception {
        Cipher cipher = getCipher(Cipher.ENCRYPT_MODE, password);
        performReadWrite(inputFile, outputFile, cipher);
    }

    private static void decryptContent(String inputFile, String outputFile, String password) throws Exception {
        Cipher cipher = getCipher(Cipher.DECRYPT_MODE, password);
        performReadWrite(inputFile, outputFile, cipher);
        performRead(inputFile, cipher);
    }

    private static void performReadWrite(String inputFile, String outputFile, Cipher cipher)
            throws FileNotFoundException, IOException {

            FileInputStream inFile = new FileInputStream(inputFile);
            FileOutputStream outFile = new FileOutputStream(outputFile);

        CipherOutputStream cos = new CipherOutputStream(outFile, cipher);

        int c;
        while ((c = inFile.read()) != -1)
        {
            cos.write(c);
        }

        cos.close();
        cos = null;
        inFile.close();
        inFile = null;
    }

    private static void performRead(String inputFile, Cipher cipher)
            throws FileNotFoundException, IOException {

            FileInputStream inFile = new FileInputStream(inputFile);

            ByteArrayOutputStream os = new ByteArrayOutputStream();
        CipherOutputStream cos = new CipherOutputStream(os, cipher);

        int c;
        while ((c = inFile.read()) != -1)
        {
            cos.write(c);
        }

        cos.close();
        cos = null;
        inFile.close();
        inFile = null;

//      aClass.outputStreamMethod(os);
            String aString = new String(os.toByteArray(),"UTF-8");
        System.out.println(aString);
    }

    private static Cipher getCipher(int mode, String password) throws NoSuchAlgorithmException, InvalidKeySpecException,
            NoSuchPaddingException, InvalidKeyException, InvalidAlgorithmParameterException {

            // Create secret key using password
            PBEKeySpec pbeKeySpec = new PBEKeySpec(password.toCharArray());
            SecretKeyFactory secretKeyFactory = SecretKeyFactory.getInstance(ALGORITHM);
            SecretKey secretKey = secretKeyFactory.generateSecret(pbeKeySpec);

            // Create the cipher
            byte[] salt = new byte[SALT_SIZE];
            salt = password.getBytes();

            PBEParameterSpec pbeParameterSpec = new PBEParameterSpec(salt, PBEPARAMETERSPEC_ITERATION_COUNT);
            Cipher cipher = Cipher.getInstance(ALGORITHM);
        cipher.init(mode, secretKey, cipher.getParameters());
            return cipher;
    }

}

Answer 1

好的，所以您使用算法 A 加密了一些数据，然后更改代码以使用算法 B，现在您正在尝试解密使用算法 A 加密的密文，对吗？为什么你认为这行得通？毕竟算法不同。

相反，您应该编写一些使用算法 A 解密现有密文并立即使用算法 B 对其进行加密的迁移代码。对所有密文运行迁移代码以获得一组干净的加密文件，然后使用算法 B 直到算法C 来了。

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安全考虑

由于您正在更改代码，因此可以使其变得更好。

最好对您的密文进行身份验证，以便像 padding oracle attack 这样的攻击不可能。这可以通过 GCM 或 EAX 等身份验证模式或使用 encrypt-then-MAC 来完成。方案。