Криптография: почему мой вектор инициализации шифрования влияет только на первые 16 байт?
Я хотел попробовать свои силы в шифровании файла и использовал следующий ответ переполнения стека . Однако, проверяя вектор инициализации, я обнаружил, что он воздействует только на первые 16 байт.
Когда я передаю пустой iv в дешифровальный шифр (кроме первых 16 байт), данные были неожиданно расшифрованы. [я предполагаю, что библиотека не сломана и что я делаю что-то неправильно; но это страшная мысль, что другие могут быть в той же лодке и не осознать это.]
Пример:
Initial bytes ..... 2222222222222222222222222222222222222222222222222222
Encrypted bytes ... b35b3945cdcd08e2f8a65b353ff754c32a48d9624e16b616d432
Decrypted bytes ... 3c4154f7f33a2edbded5e5af5d3d39b422222222222222222222
Вопрос: почему не удается полностью расшифровать код?
предположение: я предполагаю, что я мог бы сделать шифрование, повторяя данные по 16 байт за раз и обновляя iv каждый раунд, хешируя предыдущий зашифрованный 16-байтовый блок. Тем не менее, это, кажется, очень напряженная работа, которую я ожидал бы от библиотеки. И я ожидал бы, что это будет упомянуто экспертами, которые представляют руководящие принципы осуществления. Но я просто цепляюсь за это. соломинку. Насколько я знаю, возможно, сообщество безопасности беспокоится только о взломе первого блока.
Примечание: только что я нашел сообщение о переполнении стека 5,5-летней давности , которое идентифицировало эту же проблему; и, к сожалению, оно до сих пор не имеет ответа.
package test;
import java.security.AlgorithmParameters;
import java.security.spec.KeySpec;
import java.util.Formatter;
import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.SecretKey;
import javax.crypto.SecretKeyFactory;
import javax.crypto.spec.IvParameterSpec;
import javax.crypto.spec.PBEKeySpec;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;
/*
* Issue: Using "AES/CBC/PKCS5Padding" encryption, the Initialization Vector
* appears to only affect the first block?!?
*
* Example Output
* iv 1e6376d5d1180cf9fcf7c78d7f1f1b96
* bv 00000000000000000000000000000000
* I: 222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222
* E: 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
* D: 3c4154f7f33a2edbded5e5af5d3d39b42222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222
*/
public class IvBug {
public static void main(String[] args) throws Exception {
// Initialize.
final char[] password = "foo".toCharArray();
final byte[] salt = "bar".getBytes();
byte[] iData = new byte[300];
java.util.Arrays.fill(iData, (byte)0x22); // Make the issue easy to see.
// for (int i=0; i<msg.length; i++) msg[i] = (byte) i; // Alternate fill.
// Perform the test.
SecretKey sKey = generateKey(password,salt);
byte[] iv = generateIv(sKey);
byte[] eData = encrypt(sKey, iData, iv);
byte[] badIv = new byte[iv.length]; // Discard initialization vector.
byte[] dData = decrypt(sKey, eData, badIv);
// Display the results.
System.out.println("iv " + hexStr(iv));
System.out.println("bv " + hexStr(badIv));
System.out.println("I: " + hexStr(iData)); // Initial
System.out.println("E: " + hexStr(eData)); // Encrypted
System.out.println("D: " + hexStr(dData)); // Decrypted
}
static SecretKey generateKey(char[] password, byte[] salt) throws Exception {
SecretKeyFactory factory = SecretKeyFactory.getInstance("PBKDF2WithHmacSHA256");
KeySpec spec = new PBEKeySpec(password, salt, 65536, 128);
SecretKey tmp = factory.generateSecret(spec);
return new SecretKeySpec(tmp.getEncoded(), "AES");
}
static byte[] generateIv(SecretKey key) throws Exception {
Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES/CBC/PKCS5Padding");
AlgorithmParameters params = cipher.getParameters();
return params.getParameterSpec(IvParameterSpec.class).getIV();
}
static byte[] encrypt(SecretKey key, byte[] data, byte[] iv) throws Exception {
Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES/CBC/PKCS5Padding");
cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key, new IvParameterSpec(iv));
return cipher.doFinal(data);
}
static byte[] decrypt(SecretKey key, byte[] data, byte[] iv) throws Exception {
Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES/CBC/PKCS5Padding");
cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key, new IvParameterSpec(iv));
return cipher.doFinal(data);
}
static String hexStr(byte[] bytes) {
try (Formatter formatter = new Formatter()) {
for (byte b : bytes) formatter.format("%02x", b);
return formatter.toString();
}
}
}
1 ответ:
Вы, кажется, не понимаете, почему мы используем IV. поведение, которое вы наблюдали, является предполагаемым поведением. Рассмотрим эту диаграмму работы режима CBC, взятую из Википедии:
Когда мы расшифровываем, IV используется только для получения первого блока зашифрованных данных. Обратите внимание, что на диаграмме нам на самом деле не требуется IV для расшифровки любых последующих блоков.
Я чувствую, что вы можете (ошибочно) рассматривать IV как относящийся к безопасности шифр. Но это не так. Ключ - это секретное значение. Капельницу не нужно держать в секрете. Единственное требование к капельнице-чтобы она была криптографически случайной и непредсказуемой.