Java AES-256-CBC 未按预期工作

Question

创建了一个新类，以在 CBC 和 CTR 模式下使用 AES 进行测试。因此，使用这段代码，CTR 工作正常，但 CBC 返回空数组。不知道为什么会这样，希望有人能解释一下。

import org.junit.Before;
import org.junit.Test;

import javax.crypto.BadPaddingException;
import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.IllegalBlockSizeException;
import javax.crypto.spec.IvParameterSpec;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;
import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.Modifier;

import java.security.*;
import java.util.Map;

public class AES_retest {

    private static final String plaintext = "Hallo Welt";
    private static final String key = "C0BAE23DF8B51807B3E17D21925FADF2";
    private String iv_string = "I need a initialization vector...";
    private Cipher encrypt_cipher_ctr, decrypt_cipher_ctr, encrypt_cipher_cbc, decrypt_cipher_cbc;

    @Before
    public void prepare_Test() throws GeneralSecurityException {
        byte[] tmp = new byte[16];
        System.arraycopy(iv_string.getBytes(), 0, tmp, 0, 16);

        removeCryptographyRestrictions();

        SecretKeySpec secretKeySpec = new SecretKeySpec(key.getBytes(), "AES");
        //initialization vector
        IvParameterSpec iv = new IvParameterSpec(tmp);
        encrypt_cipher_cbc = Cipher.getInstance("AES/CBC/PKCS5Padding");
        encrypt_cipher_cbc.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secretKeySpec, iv);
        decrypt_cipher_cbc = Cipher.getInstance("AES/CBC/PKCS5Padding");
        decrypt_cipher_cbc.init(Cipher.DECRYPT_MODE, secretKeySpec, iv);
    }

    @Test
    public void multiple_CBC_update() throws BadPaddingException, IllegalBlockSizeException {
        System.out.println("Testing CBC:");
        System.out.println("Plaintext: " + plaintext);
        System.out.println("Plaintext as HEX: " + bytesToHex(plaintext.getBytes()));
        byte[] first_encryption = encrypt_cipher_cbc.update(plaintext.getBytes());
        byte[] second_encryption = encrypt_cipher_cbc.update(plaintext.getBytes());
        encrypt_cipher_cbc.doFinal();
        byte[] first_decryption = decrypt_cipher_cbc.update(first_encryption);
        byte[] second_decryption = decrypt_cipher_cbc.update(second_encryption);
        decrypt_cipher_cbc.doFinal();
        System.out.println("First encryption: " + bytesToHex(first_encryption));
        System.out.println("Second encryption: " + bytesToHex(second_encryption));
        System.out.println("First decryption: " + bytesToHex(first_decryption));
        System.out.println("Second decryption: " + bytesToHex(second_decryption));
    }
}

因为我想在我的程序中同时使用 CTR 和 CBC，所以我想使用可以同时处理这两者的 AES 实现。对于给定的实现，这可能吗？

我认为这与定义的填充有关。如果我在解密中使用 NoPadding，密文将被正确解密，但填充不会被删除。如果我在解密时使用 PCS5Padding，则会返回空数组或 null。此外，第一次加密返回一个空数组...

Picture of what IntelliJ shows while debugging

按照 zaph 建议添加了 doFinal 调用，现在我收到以下错误:

Testing CBC:
Plaintext: Hallo Welt
Plaintext as HEX: 48616c6c6f2057656c74

javax.crypto.BadPaddingException: Given final block not properly padded

at com.sun.crypto.provider.CipherCore.doFinal(CipherCore.java:989)
at com.sun.crypto.provider.CipherCore.doFinal(CipherCore.java:845)
at com.sun.crypto.provider.AESCipher.engineDoFinal(AESCipher.java:446)
at javax.crypto.Cipher.doFinal(Cipher.java:2048)
at AES_retest.multiple_CBC_update(AES_retest.java:117)

在我的程序的上下文中，我将通过加密的网络套接字发送和接收数据包。所以我需要独立解密和加密每个数据包。我不想在每个数据包末尾调用 doFinal，因为这意味着发送两次的同一个数据包将以相同的方式加密。如果这就是我想要的，那么我可以使用 ECB 模式。 ;)

例如我想向 EchoServer 发送两次消息“Hello World”，服务器应该能够解密第一个收到的数据包，而不知道后面还有更多数据包。此外，客户端应该能够加密和发送消息，而不知道用户是否会提供应发送的附加数据。不确定在这种情况下如何以及在何处添加填充。

Cipher.doFinal 会在每次调用后调用 Cipher.init ，这很烦人。因此，如果我将“Hello World”加密两次并在每次加密后调用“doFinal”，则两个数据包(如果每个“Hello World”都有自己的数据包)看起来会相同。

Answer 1

您缺少encrypt_cipher_cbc.doFinal。

来自:Class Cipher - doFinal

byte[] doFinal()完成多部分加密或解密操作，具体取决于方式该密码已初始化。

byte[] doFinal(byte[] 输入)在单部分操作中加密或解密数据，或完成多部分操作。