java - OneTimePad 实现失败。也许是流问题？

Question

我有一些时间，并决定实现一次性垫只是为了乐趣和自我教育。现在我最终得到了一个奇怪的数据行为。它让我发疯^^。你能帮我吗？提前致谢。

有一种 encrypt 方法可以作为参数:

InputStream对于纯文本

OutputStreams为密文

和一个 OutputStreams为 key 。

有一种解密方法可以作为参数:

InputStream为密文

InputStream用于 key

OutputStreams对于纯文本。

有一个主要的方法来测试和调试代码。这是类(class):

import java.io.ByteArrayInputStream;
 import java.io.ByteArrayOutputStream;
 import java.io.IOException;
 import java.io.InputStream;
 import java.io.OutputStream;
 import java.security.SecureRandom;

 public class MyPad {

  public static void encrypt(InputStream plainTextInputStream, OutputStream cipherTextOutputStream, OutputStream keyOutputStream) {
   int plainTextByte;
   SecureRandom random = new SecureRandom(); 
   System.out.println("plain\tkey\tcipher");
   try {
    while((plainTextByte = plainTextInputStream.read()) != -1){
     int keyByte = random.nextInt(256);
     int cipherTextByte = (plainTextByte + keyByte) % 256;
     System.out.println(plainTextByte + "\t" + keyByte + "\t" + cipherTextByte);
     cipherTextOutputStream.write(cipherTextByte);
     keyOutputStream.write(keyByte);
    }
    plainTextInputStream.close();
    cipherTextOutputStream.close();
    keyOutputStream.close();
   } catch (IOException e) {
    e.printStackTrace();
   }
  }

  public static void decrypt(InputStream cipherTextInputStream, InputStream keyInputStream, OutputStream plainTextOutputStream) {
   int cipherTextByte;
   System.out.println("plain\tkey\tcipher");
   try {
    while((cipherTextByte = cipherTextInputStream.read()) != -1){
     int keyByte = keyInputStream.read();
     int plainTextByte = Math.abs(cipherTextByte - keyByte) % 256;
     System.out.println(plainTextByte + "\t" + keyByte + "\t" + cipherTextByte);
     plainTextOutputStream.write(plainTextByte);
    }
    cipherTextInputStream.close();
    keyInputStream.close();
    plainTextOutputStream.close();
   } catch (IOException e) {
    e.printStackTrace();
   }
  }

  public static void main(String[] args) {
   String plainText = "This is my plain text.";
   InputStream plainTextInputStream = new ByteArrayInputStream(plainText.getBytes());
   ByteArrayOutputStream cipherTextOutputStream = new ByteArrayOutputStream();
   ByteArrayOutputStream keyOutputStream = new ByteArrayOutputStream();

   System.out.println("------------------------------------ encrypting");
   encrypt(plainTextInputStream, cipherTextOutputStream, keyOutputStream);

   String cipherText = cipherTextOutputStream.toString();
   String key = keyOutputStream.toString();
   System.out.println("plaintext:\t" + plainText);
   System.out.println("ciphertext:\t" + cipherText);
   System.out.println("key:\t" + key);
   InputStream cipherTextInputStream = new ByteArrayInputStream(cipherText.getBytes());
   InputStream keyInputStream = new ByteArrayInputStream(key.getBytes());
   ByteArrayOutputStream plainTextOutputStream = new ByteArrayOutputStream();

   System.out.println("------------------------------------ decrypting");
   decrypt(cipherTextInputStream, keyInputStream, plainTextOutputStream);

   plainText = plainTextOutputStream.toString();
   System.out.println("plaintext:\t" + plainText);
  }

 }

现在这是我遇到的问题。我加密纯文本并立即解密，但加密的纯文本与原始文本不同。我制作了一些用于调试的输出，看起来我在加密期间写入的数据与我在解密期间读取的数据不同。自己看输出:

------------------------------------- 加密
明文 key 密码
84 25 109
104 239 87
105 86 191
115 74 189
32 100 132
105 17 122
115 211 70
32 147 179
109 104 213
121 118 239
32 139 171
112 244 100
108 196 48
97 181 22
105 226 75
110 94 204
32 156 188
116 92 208
101 91 192
120 165 29
116 177 37
46 49 95
纯文本:这是我的纯文本。
密文:mW���zF���d0K̼��%_
键: �VJdӓhv��ĵ�^�\[��1
--------------------- 解密
明文 key 密码
84 25 109
152 239 87
48 191 239
2 189 191
103 86 189
165 74 239
91 100 191
172 17 189
28 211 239
44 147 191
85 104 189
4 118 122
169 239 70
48 191 239
2 189 191
50 239 189
48 191 239
2 189 191
7 196 189
58 181 239
48 239 191
2 191 189
89 189 100
46 94 48
217 239 22
116 191 75
15 189 204
96 92 188
148 91 239
48 239 191
2 191 189
50 189 239
48 239 191
2 191 189
160 189 29
12 49 37
96 -1 95
明文:T�0g�[�,U�020:0Y.�t`�020�`

这对我来说真的很奇怪。这种差异来自哪里的任何建议？

提前致谢。

Answer 1

有两个问题:

您使用 String#getBytes 来获取要反馈的字节。这意味着它们经历了一轮字符串解码和编码。请注意，加密和解密的 key 字节序列是不同的。您应该改为使用 ByteArrayOutputStream#toByteArray

Math.abs(cipherTextByte - keyByte) % 256是错的。 (0 - 1) (mod 256) = 255 而不是 1。你应该使用 (256 + cipherTextByte - keyByte) % 256