AES rijndael шифрует между C и Java

Question

AES rijndael шифрует между C и Java

Я схожу с ума от шифрования / дешифрования между c и Java, но пока зашифрованная строка в Java и та, что в c, не выглядят одинаково. Я исследовал кодирование / декодирование base64, но после того, как сошел с ума, чтобы найти библиотеку для java и c, соответствующие результаты base64 выглядели иначе! Я думаю, что это проблема преобразования между строкой Java UTF16, сохранения байта в java или, возможно, параметров AES (ключ 128/256, заполнение PK5 или кто знает, что), или, возможно, преобразование терминала в UTF8 или абсурдная комбинация вышеперечисленного. Пока я получаю:

  user1@comp1:~/Desktop$ gcc AES.c /usr/lib/libmcrypt.a -lssl -lcrypto -lpthread
  user1@comp1:~/Desktop$ /usr/java/jdk1.6.0_25/bin/javac AES.java
  user1@comp1:~/Desktop$ ./a.out 
      Before encryption: test text 123
      After encryption: 49 -60 66 43 -8 66 -106 0 -14 -44 3 47 65 127 -110 117 
      After decryption: test text 123
  user1@comp1:~/Desktop$ java AES 
     Before encryption: test text 123
     After encryption: -110 21 23 59 47 120 70 -93 -54 -93 -12 -70 -91 83 -113 85 
     After decryption: test text 123

Я думаю, что мне действительно нужна помощь от кого-то в низкоуровневом кодировании, ниже приведен код для Java и c соответственно:

import java.security.MessageDigest;
import java.util.Arrays;
import javax.crypto.KeyGenerator;
import javax.crypto.SecretKey;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;
import javax.crypto.spec.IvParameterSpec;

import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.spec.IvParameterSpec;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;

public class AES {
  public static void main(String [] args) {
      try {
  String text = "test text 123";
  /*fixed here now it is 128 bits = 16 Bytes*/
  String encryptionKey = "E072EDF9534053A0";

  System.out.println("Before encryption: " + text);

  byte[] cipher = encrypt(text, encryptionKey);

  System.out.print("After encryption: ");
  for (int i=0; i<cipher.length; i++)
        System.out.print(new Integer(cipher[i])+" ");
  System.out.println("");

  String decrypted = decrypt(cipher, encryptionKey);

  System.out.println("After decryption: " + decrypted);

      } catch (Exception e) {
  e.printStackTrace();
      } 
  }

  public static byte[] encrypt(String plainText, String encryptionKey) throws Exception {
      Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES/CBC/PKCS5Padding", "SunJCE");
      SecretKeySpec key = new SecretKeySpec(encryptionKey.getBytes("UTF-8"), "AES");
      cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key,new IvParameterSpec(new byte[cipher.getBlockSize()]));
      return cipher.doFinal(plainText.getBytes("UTF-8"));
  }

  public static String decrypt(byte[] cipherText, String encryptionKey) throws Exception{
      Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES/CBC/PKCS5Padding", "SunJCE");
      SecretKeySpec key = new SecretKeySpec(encryptionKey.getBytes("UTF-8"), "AES");
      cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key,new IvParameterSpec(new byte[cipher.getBlockSize()]));
      return new String(cipher.doFinal(cipherText),"UTF-8");
  }
  }

а также

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <mcrypt.h>

#include <math.h>
#include <stdint.h>
#include <stdlib.h>

int main()
{
MCRYPT td, td2;
const char * plaintext = "test text 123";
int i;
char *key; /* created using mcrypt_gen_key */
char *IV;
char * block_buffer;
int blocksize;
int keysize = 16; /* 128 bits == 16 bytes */
size_t* sizet;

key = calloc(1, keysize);

/*below dirty trick to be sure the entire key has been padded with \0's */
strcpy(key, "E072EDF9534053A0");
memset(key, '\0', sizeof(key));
strcpy(key, "E072EDF9534053A0");

/*  MCRYPT mcrypt_module_open( char *algorithm, char* algorithm_directory, char* mode, char* mode_directory);
 * This function normally returns an encryption descriptor, or MCRYPT_FAILED on error. 
 */
td = mcrypt_module_open("rijndael-128", NULL, "cbc", NULL);
/*we need two encryption descriptors td and td2 for decryption*/
td2 = mcrypt_module_open("rijndael-128", NULL, "cbc", NULL);

blocksize = mcrypt_enc_get_block_size(td);
block_buffer = calloc(1, blocksize);
/*below to be sure the entire block_buffer has been padded with \0's */
memset(block_buffer, '\0', blocksize);

IV = malloc(mcrypt_enc_get_iv_size(td));
if ((block_buffer == NULL) || (IV == NULL)) {
fprintf(stderr, "Failed to allocate memory\n");
exit(EXIT_FAILURE);
}
for (i = 0; i < mcrypt_enc_get_iv_size(td); i++) {
IV[i] = 0;
}
/*as we can see both td and td2 get same key and IV*/
mcrypt_generic_init(td, key, keysize, IV);
mcrypt_generic_init(td2, key, keysize, IV);

memset(block_buffer, '\0', sizeof(plaintext));
strcpy(block_buffer, plaintext);

printf("Before encryption: %s\n", block_buffer);
mcrypt_generic (td, block_buffer, blocksize);

printf("After encryption: ");
for (i=0; i < blocksize; i++)
    printf("%d ", block_buffer[i]);
printf("\n");

mdecrypt_generic (td2, block_buffer, blocksize);
printf("After decryption: %s\n", block_buffer);

/* deinitialize the encryption thread */
mcrypt_generic_deinit (td);
mcrypt_generic_deinit(td2);
/* Unload the loaded module */
mcrypt_module_close(td);
mcrypt_module_close(td2);
return 0;
}

2

java c cryptography aes mcrypt

Источник

user1085703 20 апр '12 в 14:08

2 ответа

Решение

Помимо флагов @brice, я не вижу, где вы инициализируете IV в своем Java-коде. Вы создаете `IvParameterSpec', но вы передаете массив нулевых байтов.

Ваш код на C генерирует случайный IV, поэтому он должен создавать новый зашифрованный текст при каждом запуске.

Попробуйте использовать фиксированный IV для обеих реализаций и посмотрите, дает ли это согласованные результаты. Конечно, вам нужно будет снова генерировать случайный IV, если вы хотите сделать реальное шифрование, но использование фиксированного IV может помочь вам с отладкой.

Я бы также удостоверился, что обе реализации используют один и тот же отступ (путем явной установки отступа, а не разрешения выбора mcrypt), и вместо записи необработанного зашифрованного текста в консоль я настоятельно рекомендую записать шестнадцатеричные значения или просто записать каждый байт. как число - отладка будет значительно проще, если вам не придется беспокоиться о непечатных символах. Это только для отладки, поэтому не имеет значения, на что это неэффективно или приятно смотреть.

2

Источник

user474283 20 апр '12 в 15:32

Другие вопросы по тегам java c cryptography aes mcrypt

user140264 20 апр '12 в 14:31 2012-04-20 14:31 · Accepted Answer · 2012-04-20 14:31

Резюме

После решения всех вопросов я получаю:

$ ./a.out
==C==
plain:   test text 123
cipher:  16 -124 41 -83 -16 -123 61 -64 -15 -74 87 28 63 30 64 78 
decrypt: test text 123

$java AES
==JAVA==
plain:   test text 123
cipher:  16 -124 41 -83 -16 -123 61 -64 -15 -74 87 28 63 30 64 78 
decrypt: test text 123

Смотрите код ниже.

вопросы

Неправильный шифр: AES - это Rijndael-128, который использует шифрование Java. Тем не менее, ваш код на C указывает Rijndael-256, который не является AES. Из документов Mcrypt:
Rijndael [...] AES, если используется в 128-битном режиме
Помните, что при упоминании шифра CIPHER-XXX XXX относится к размеру блока, а не к длине ключа. Действительно, Rijndael-128 будет принимать ключи 128, 192 и 256 бит. AES, однако, относится строго к 128-битному Rijndael. Вы найдете больше информации в обычном месте.
Неправильная инициализация памяти: Вы неправильно инициализируете свою память в C, что оставляет байты между концом вашего сообщения и пределом блока неопределенным.
Неверное заполнение: Вы указываете PKCS5Padding в вашем Java-коде, но вы не добавляете свой открытый текст соответствующим образом в C. PKCS5 на самом деле тривиально прост и достаточно хорошо описан в вики. Чтобы заполнить PKCS#5, просто убедитесь, что каждый байт заполнения равен общей длине дополнения:
```
... | DD DD DD DD DD DD DD DD | DD DD DD DD 04 04 04 04 |
... | DD DD DD DD DD DD DD DD | DD DD DD DD DD 03 03 03 |
... | DD DD DD DD DD DD DD DD | DD DD DD DD DD DD 02 02 |
etc...
```
Где DD - байты данных Существуют и другие методы заполнения, которые описаны в другом месте.
Неправильная обработка ключа: вы извлекаете ключ для вашей Java-программы из шестнадцатеричной кодированной строки, тогда как в вашей C-программе вы берете шестнадцатеричную строку непосредственно в качестве ключа. Вы должны обращаться со своими ключами последовательно для обеих программ, чтобы дать тот же результат.
Различные векторы инициализации с обеих сторон. Вам понадобится один и тот же вектор инициализации с обеих сторон. Случайное создание вашего IV является правильным. Затем следует передать IV вместе с зашифрованным текстом для расшифровки на другой стороне. IV не следует использовать повторно.

Примеры программ

Следующее доступно на github

import java.security.MessageDigest;
import java.util.Arrays;
import javax.crypto.KeyGenerator;
import javax.crypto.SecretKey;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;
import javax.crypto.spec.IvParameterSpec;

import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.spec.IvParameterSpec;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;

public class AES {
  /*
   * Please realise that the following IV is terrible.
   * (As easy to crack as ROT13...)
   * Real situations should use a randomly generated IV.
   */
  static String IV = "AAAAAAAAAAAAAAAA";
  /* 
   * Note null padding on the end of the plaintext.
   */
  static String plaintext = "test text 123\0\0\0"; 
  static String encryptionKey = "0123456789abcdef";
  public static void main(String [] args) {
    try {

      System.out.println("==JAVA==");
      System.out.println("plain:   " + plaintext);

      byte[] cipher = encrypt(plaintext, encryptionKey);

      System.out.print("cipher:  ");
      for (int i=0; i<cipher.length; i++){
        System.out.print(new Integer(cipher[i])+" ");
      }
      System.out.println("");

      String decrypted = decrypt(cipher, encryptionKey);

      System.out.println("decrypt: " + decrypted);

    } catch (Exception e) {
      e.printStackTrace();
    } 
  }

  public static byte[] encrypt(String plainText, String encryptionKey) throws Exception {
    Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES/CBC/NoPadding", "SunJCE");
    SecretKeySpec key = new SecretKeySpec(encryptionKey.getBytes("UTF-8"), "AES");
    cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key,new IvParameterSpec(IV.getBytes("UTF-8")));
    return cipher.doFinal(plainText.getBytes("UTF-8"));
  }

  public static String decrypt(byte[] cipherText, String encryptionKey) throws Exception{
    Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES/CBC/NoPadding", "SunJCE");
    SecretKeySpec key = new SecretKeySpec(encryptionKey.getBytes("UTF-8"), "AES");
    cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key,new IvParameterSpec(IV.getBytes("UTF-8")));
    return new String(cipher.doFinal(cipherText),"UTF-8");
  }
}

И файл C:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

/*
 * MCrypt API available online:
 * http://linux.die.net/man/3/mcrypt
 */
#include <mcrypt.h>

#include <math.h>
#include <stdint.h>
#include <stdlib.h>

int encrypt(
    void* buffer,
    int buffer_len, /* Because the plaintext could include null bytes*/
    char* IV, 
    char* key,
    int key_len 
){
  MCRYPT td = mcrypt_module_open("rijndael-128", NULL, "cbc", NULL);
  int blocksize = mcrypt_enc_get_block_size(td);
  if( buffer_len % blocksize != 0 ){return 1;}

  mcrypt_generic_init(td, key, key_len, IV);
  mcrypt_generic(td, buffer, buffer_len);
  mcrypt_generic_deinit (td);
  mcrypt_module_close(td);

  return 0;
}


int decrypt(
    void* buffer,
    int buffer_len,
    char* IV, 
    char* key,
    int key_len 
){
  MCRYPT td = mcrypt_module_open("rijndael-128", NULL, "cbc", NULL);
  int blocksize = mcrypt_enc_get_block_size(td);
  if( buffer_len % blocksize != 0 ){return 1;}

  mcrypt_generic_init(td, key, key_len, IV);
  mdecrypt_generic(td, buffer, buffer_len);
  mcrypt_generic_deinit (td);
  mcrypt_module_close(td);

  return 0;
}

void display(char* ciphertext, int len){
  int v;
  for (v=0; v<len; v++){
    printf("%d ", ciphertext[v]);
  }
  printf("\n");
}

int main()
{
  MCRYPT td, td2;
  char * plaintext = "test text 123";
  char* IV = "AAAAAAAAAAAAAAAA";
  char *key = "0123456789abcdef";
  int keysize = 16; /* 128 bits */
  char* buffer;
  int buffer_len = 16;

  buffer = calloc(1, buffer_len);
  /* 
   * Note that calloc() will null-initialise the memory. (Null padding)
   */

  strncpy(buffer, plaintext, buffer_len);

  printf("==C==\n");
  printf("plain:   %s\n", plaintext);
  encrypt(buffer, buffer_len, IV, key, keysize); 
  printf("cipher:  "); display(buffer , buffer_len);
  decrypt(buffer, buffer_len, IV, key, keysize);
  printf("decrypt: %s\n", buffer);

  return 0;
}

Протестировано на Linux с последними версиями Libmcrypt и Java 1.7. Остерегайтесь, так как я написал C в спешке, и он полон утечек памяти и проблем переполнения. (Упражнение, оставленное читателю, чтобы очистить это, как они говорят...)