如何在 Java 中加密字符串

小编典典

如何在 Java 中加密字符串

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我需要的是加密将显示在二维条码（PDF-417）中的字符串，因此当有人想扫描它时，它将无法读取。

其他需求：

不应该复杂
它不应包含 RSA、PKI 基础设施、密钥对等。

它必须足够简单，以摆脱四处窥探的人，并且对于其他有兴趣获取该数据的公司而言，易于解密。他们打电话给我们，我们告诉他们标准或给他们一些简单的密钥，然后可以用于解密。

可能这些公司可以使用不同的技术，所以最好坚持一些不依赖于某些特殊平台或技术的标准。

你有什么建议？是否有一些 Java 类在实现高安全标准方面没有太多复杂性encrypt()？decrypt()

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2022-08-17

共1个答案

小编典典

这是通过 Google 显示的第一页，所有实现中的安全漏洞让我感到畏缩，所以我发布此内容是为了为其他人添加有关加密的信息，因为它距离原始帖子已有 7
年了。我拥有计算机工程 硕士学位 ，并花了很多时间学习和学习密码学，所以我投入了两分钱让互联网变得更安全。

另外，请注意，对于给定的情况，很多实现可能是安全的，但为什么要使用这些并可能不小心犯错误呢？除非您有特定的理由不这样做，否则请使用您可用的最强大的工具。总的来说，如果可以的话，我强烈建议使用图书馆并远离细节。

2018 年 4 月 5 日更新： 我重写了一些部分以使其更易于理解，并将推荐的库从Jasypt
更改为Google 的新库
Tink，我建议从现有设置中完全删除Jasypt
。

前言

我将在下面概述安全对称加密的基础知识，并指出当人们使用标准 Java 库自行实现加密时我在网上看到的常见错误。如果您只想跳过所有细节，转到Google
的新库 Tink将其导入您的项目并使用 AES-GCM 模式进行所有加密，您将是安全的。

现在，如果您想了解有关如何在 java 中加密的详细信息，请继续阅读:)

分组密码

首先，您需要选择一个对称密钥 Block
Cipher。块密码是用于创建伪随机性的计算机功能/程序。伪随机性是假随机性，除了量子计算机之外没有其他计算机能够区分它和真正的随机性。块密码就像密码学的构建块，当与不同的模式或方案一起使用时，我们可以创建加密。

现在关于今天可用的分组密码算法，确保 永远不要 ，我重复 永远不要
使用DES，我什至会说永远不要使用3DES。即使是斯诺登的
NSA 版本也能够验证真正尽可能接近 Pseudo-Random 的唯一 Block Cipher 是AES
256。还存在 AES
128；不同之处在于 AES 256 在 256 位块中工作，而 AES 128 在 128 块中工作。总而言之，尽管发现了一些弱点，但 AES 128
被认为是安全的，但 256 是可靠的。

有趣的事实DES在最初成立时就被 NSA
破解了，并且实际上保密了几年。尽管有些人仍然声称3DES是安全的，但仍有不少研究论文发现并分析了3DES的弱点。

加密模式

当您采用分组密码并使用特定方案时，就会创建加密，以便将随机性与密钥结合起来，只要您知道密钥，就可以创建可逆的东西。这称为加密模式。

这是一个加密模式的示例，也是最简单的模式，称为 ECB，以便您可以直观地了解正在发生的事情：

您最常在网上看到的加密模式如下：

欧洲央行 CTR、CBC、GCM

除了列出的模式之外，还存在其他模式，研究人员一直在努力寻找新模式来改善现有问题。

现在让我们继续讨论实现以及什么是安全的。 永远不要 使用 ECB，这在隐藏重复数据方面很糟糕，如著名的Linux
penguin所示。

在 Java 中实现时，请注意，如果使用以下代码，则默认设置 ECB 模式：

Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES");

… 危险这是一个漏洞！ 不幸的是，这在 StackOverflow 和在线教程和示例中都可以看到。

随机数和 IV

针对 ECB 模式中发现的问题，创建了也称为 IV
的公告。这个想法是我们生成一个新的随机变量并将其附加到每个加密中，这样当您加密两条相同的消息时，它们就会出现不同的结果。这背后的美妙之处在于 IV 或
nonce 是公共知识。这意味着攻击者可以访问此信息，但只要他们没有您的密钥，他们就无法利用该知识做任何事情。

我将看到的常见问题是人们会将 IV 设置为静态值，就像在他们的代码中使用相同的固定值一样。这是 IV
的陷阱，当您重复一个时，您实际上会危及整个加密的安全性。

生成随机 IV

SecureRandom randomSecureRandom = new SecureRandom();
byte[] iv = new byte[cipher.getBlockSize()];
randomSecureRandom.nextBytes(iv);
IvParameterSpec ivParams = new IvParameterSpec(iv);

注意： SHA1 坏了，但我找不到如何在这个用例中正确实施 SHA256，所以如果有人想对此进行破解并更新它会很棒！此外，SHA1
攻击仍然是非常规的，因为它可能需要几年时间才能破解一个巨大的集群。在此处查看详细信息。

点击率实施

CTR 模式不需要填充。

 Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES/CTR/NoPadding");

CBC实施

如果您选择使用 PKCS7Padding 实现 CBC 模式，如下所示：

 Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES/CBC/PKCS7Padding");

CBC 和 CTR 漏洞以及为什么应该使用 GCM

尽管 CBC 和 CTR 等其他一些模式是安全的，但它们会遇到攻击者可以翻转加密数据并在解密时更改其值的问题。因此，假设您加密了一条虚构的银行消息“Sell
100”，您的加密消息看起来像“eu23ng”，攻击者将一位更改为“eu53ng”，然后在解密您的消息时突然变成“Sell 900”。

为了避免这种情况，大多数互联网都使用 GCM，每次你看到 HTTPS 时，他们可能都在使用 GCM。GCM
使用哈希对加密消息进行签名，并使用此签名检查以确认消息未被更改。

由于其复杂性，我会避免实施 GCM。你最好使用谷歌的新库
Tink，因为如果你不小心重复了 IV，你会在 GCM
的情况下危及密钥，这是最终的安全漏洞。新的研究人员正在研究抗 IV 重复加密模式，即使您重复 IV，密钥也没有危险，但这尚未成为主流。

现在，如果您确实想实现 GCM，这里是一个不错的 GCM
实现的链接。但是，我无法确保安全性，或者它是否正确实施，但它会降低基础。还要注意
GCM 没有填充。

Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES/GCM/NoPadding");

密钥与密码

另一个非常重要的注意事项是，在密码学方面，密钥和密码不是一回事。密码学中的密钥需要具有一定量的熵和随机性才能被认为是安全的。这就是为什么您需要确保使用正确的密码库为您生成密钥的原因。

所以你真的有两个实现，你可以在这里做，第一个是使用在这个线程上找到的代码用于 Random Key
Generation。此解决方案使用安全随机数生成器从头开始创建您可以使用的密钥。

另一个不太安全的选项是使用用户输入，例如密码。我们讨论的问题是密码没有足够的熵，所以我们必须使用PBKDF2，这是一种获取密码并加强密码的算法。这是我喜欢的实现。然而，谷歌 Tink
库已经内置了所有这些，你应该利用它。

安卓开发者

这里要指出的重要一点是知道您的 android 代码是可反向工程的，大多数情况下大多数 java
代码也是如此。这意味着如果您将密码以纯文本形式存储在代码中。黑客可以很容易地找回它。通常，对于这些类型的加密，您希望使用非对称加密等。这超出了本文的范围，因此我将避免深入研究。

2013
年的一篇有趣读物：指出
Android 中 88% 的 Crypto 实现不正确。

最后的想法

我再次建议避免直接为加密实现 java 库并使用Google
Tink，因为他们确实在正确实现所有算法方面做得很好。即便如此，请务必检查 Tink
github 上提出的问题，漏洞会在这里和那里弹出。

如果您有任何问题或反馈，请随时发表评论！安全总是在变化，你需要尽力跟上它:)

2022-08-17