メッセージを暗号化/復号化する暗号化および復号化メソッドをコード化しようとしています。暗号化/復号化:復号化方法でHMACタグが一致しない
encryptメソッドでは、文字列を取ります。これは公開鍵で読み込まれ、RSA暗号で使用されます。次に、メッセージはAESキーとIVを持つAES暗号で暗号化されます。次に、HMACキーを使用して、暗号文で暗号化されたAESでHMACタグが生成されます。 AESキーとHMACキーは連結され、RSA Cipherによって暗号化されます。このメソッドは、RSA暗号文、AES暗号文、AES IV、およびHMACタグを含むJSONObjectを返します。それらは16進文字列に変換されるバイト配列です。
decryptメソッドでは、JSONオブジェクトが取り込まれ、解析されます。 RSA暗号で使用される秘密鍵が読み込まれます。 RSA暗号は、連結された鍵の復号化に使用されます。解読された鍵は、AES鍵とHMAC鍵に分離されます。次に、新しいHMACタグがAES暗号文に生成されます。暗号化されたタグと新しいタグを比較します。等しい場合は、AES暗号文を復号化してメッセージを取得します。
コードを実行するとエラーはありませんが、2つのタグが一致しないために復号化されません。どうしてか分かりません。
.der
のファイルは、.pem
個のファイルから変換されたものです。
私を助けてください。ありがとう!
import java.security.*;
import java.security.spec.*;
import javax.crypto.*;
import java.io.*;
import java.nio.file.Files;
import java.nio.file.Paths;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;
import javax.crypto.spec.IvParameterSpec;
import org.json.*;
import javax.xml.bind.DatatypeConverter;
public class CryptographicTools
{
/**
* This method encrypts a message
* @param message String message to be encrypted
* @return a JSONObject
*/
public JSONObject encryptMessage(String message)
{
JSONObject output = new JSONObject(); // instantiate JSONObject
try
{
//read in public key
byte[] publicKeyBytes = readKeyFromFile("public.der");//pem convert to der
//turn bytes into public key
X509EncodedKeySpec publicSpec = new X509EncodedKeySpec(publicKeyBytes); //encodes the bytes
KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance("RSA"); //make the key a RSA instance
//initialize RSA object and public key
Cipher RSAObject = Cipher.getInstance("RSA/ECB/OAEPWithSHA-256AndMGF1Padding"); //with OAEP
RSAObject.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, keyFactory.generatePublic(publicSpec)); //create RSA encryption cipher with a generated public key
//generate 256-bit AES key
KeyGenerator keyGen = KeyGenerator.getInstance("AES");//generate AES Key
keyGen.init(256); //generate a key with 256 bits
SecretKey AESKey = keyGen.generateKey(); //generate AES key with 256 bits
//Create AES IV
SecureRandom randomByteGenerator = new SecureRandom();//secure generator to generate random byes for IV
byte[] AESKeyIVArray = new byte[16];
randomByteGenerator.nextBytes(AESKeyIVArray);//get random bytes for iv
IvParameterSpec AES_IV = new IvParameterSpec(AESKeyIVArray); //iv object for AES object
//initialize AES object
Cipher AESObject = Cipher.getInstance("AES/CBC/PKCS5Padding");
AESObject.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, AESKey, AES_IV); //tell the AES object to encrypt
//encrypt message with AES
byte[] AESciphertext = AESObject.doFinal(message.getBytes());
//generate 256-bit HMAC key
byte[] SHA256KeyArray = new byte[32];//256 bits
randomByteGenerator.nextBytes(SHA256KeyArray);//generate random bits for key
SecretKeySpec HMACKeySpec = new SecretKeySpec (SHA256KeyArray,"HmacSHA256"); //make the key
Mac HMAC = Mac.getInstance("HmacSHA256"); //initialize HMAC
HMAC.init(HMACKeySpec);//put key in cipher
byte [] HMACTag = HMAC.doFinal(AESciphertext);//generate HMAC tag
//concatenate AES and HMAC keys
byte[] AESKeyByte = AESKey.getEncoded();///turn AESKey to byte array
byte[] HMACKeySpecByte = HMACKeySpec.getEncoded();///turn HMAXKey to byte array
byte[] concatenatedKeys = new byte[AESKeyByte.length + HMACKeySpecByte.length];//new array for concatenated keys
//combine keys in new array
System.arraycopy(AESKeyByte, 0, concatenatedKeys, 0, AESKeyByte.length);
System.arraycopy(HMACKeySpecByte, 0, concatenatedKeys, AESKeyByte.length, HMACKeySpecByte.length);
//encrypt keys with RSA object
byte[] RSAciphertext = RSAObject.doFinal(concatenatedKeys);
//put RSA ciphertext, AES ciphertext, AES_IV and HMAC tag in JSon
//save byte[] as Strings in hex
output.put("RSAciphertext", DatatypeConverter.printHexBinary(RSAciphertext));
output.put("AESciphertext", DatatypeConverter.printHexBinary(AESciphertext));
output.put("AES_IV", DatatypeConverter.printHexBinary(AES_IV.getIV()));
output.put("HMACTag", DatatypeConverter.printHexBinary(HMACTag));
}
catch (Exception e)
{
System.out.println("Error: " + e.toString() +e.getMessage()); //error message
}
return output; //return as JSON Object
}
/**
* This method decrypts a message
* @param jsonObjectEncrypted
* @return message as string
*/
public String decrypt (JSONObject jsonObjectEncrypted)
{
String message="";
try
{
//recover RSA ciphertext from JSON
String RSACiphertextString=jsonObjectEncrypted.getString("RSAciphertext");
byte[] recoveredRSAciphertext = DatatypeConverter.parseHexBinary(RSACiphertextString); //convert hex string to byte array
//recover AES ciphertext from JSON
String AESCiphertextString=jsonObjectEncrypted.getString("AESciphertext");
byte[] recoveredAESciphertext = DatatypeConverter.parseHexBinary(AESCiphertextString); //convert hex string to byte array
//recover AES IV from JSON
String AES_IVString=jsonObjectEncrypted.get("AES_IV").toString();
byte[] recoveredAES_IV = DatatypeConverter.parseHexBinary(AES_IVString); //convert hex string to byte array
//recover HMACTag from JSON
String HMACTagString=jsonObjectEncrypted.getString("HMACTag");
byte[] recoveredHMACTag = DatatypeConverter.parseHexBinary(HMACTagString); //convert hex string to byte array
//read in private key
byte[] privateKeyBytes = readKeyFromFile("private.der");//pem convert to der
//turn bytes into private key
PKCS8EncodedKeySpec privateSpec = new PKCS8EncodedKeySpec(privateKeyBytes);
KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance("RSA");
//initialize RSA object and private key
Cipher RSAObject = Cipher.getInstance("RSA/ECB/OAEPWithSHA-256AndMGF1Padding"); //with OAEP
RSAObject.init(Cipher.DECRYPT_MODE, keyFactory.generatePrivate(privateSpec)); //create RSA encryption cipher with a generated private key
//Decrypt concatenated keys with RSA object
byte[] concatenatedKeys = RSAObject.doFinal(recoveredRSAciphertext);
//split the concatenated keys
byte[] AESKey = new byte[concatenatedKeys.length/2];
byte[] HMACKey = new byte[concatenatedKeys.length/2];
System.arraycopy(concatenatedKeys, 0,AESKey,0,AESKey.length); //Copy half into AESKey
System.arraycopy(concatenatedKeys, AESKey.length,HMACKey,0,HMACKey.length); //Copy Other half into HMACKey
//generate HMACTag
SecretKeySpec HMACKeySpec = new SecretKeySpec (HMACKey,"HmacSHA256"); //make the key
Mac HMAC = Mac.getInstance("HmacSHA256");
HMAC.init(HMACKeySpec);//initialize with HMAC Key
byte [] newHMACTag = HMAC.doFinal(recoveredAESciphertext); //generate HMACTag with AES Ciphertext
if(recoveredHMACTag.equals(newHMACTag)) //encrypt message if tags are equal
{
//initialize AES object
Cipher AESObject = Cipher.getInstance("AES/CBC/PKCS5Padding");
AESObject.init(Cipher.DECRYPT_MODE, new SecretKeySpec (AESKey,"AES"), new IvParameterSpec(recoveredAES_IV)); //tell the AES object to encrypt
message = new String (AESObject.doFinal(recoveredAESciphertext), "US-ASCII");//encrypt AES ciphertext and save as string
}
else
{
System.out.println("Message cannot be decrypted.");
}
}
catch (Exception e)
{
System.out.println("Error: "+e.toString()+": "+e.getMessage()); //error message
}
return message; //return plaintext
}
/**
* This method reads bytes of a key from a file into a byte array
* @param fileName type of key
* @return byte array
* @throws IOException
*/
public byte[] readKeyFromFile(String fileName) throws IOException
{
return Files.readAllBytes(Paths.get(fileName));
}
}
このような一定の時間比較関数を使用することをお勧めします。http://stackoverflow.com/a/30981412/1816580 –
ハッシュ値を比較する場合、一定時間の比較はほとんど必要ありませんが、これはそうではないようですケース。私はこのような攻撃の概念をここに見ることに興味があります。 – zaph
@zaph攻撃者がメッセージの内容を知っている(または推測できる)場合、それらを変更するためにビットフリッピング攻撃を行うことができます(CBCで処理中のブロックを壊す)。次に、この新しいメッセージを使用してタイミング攻撃を行い、有効なHMACを取得します。最終的な結果として、彼らは偽造されたメッセージを受け取り、それは有効であると受け入れられます。引き離すのは難しいし、すべての状況に当てはまるわけではないかもしれませんが、それが攻撃です。 (この場合はIVがMACによってカバーされないため、攻撃者は最初のブロックの内容をほとんど変更することができません)。 – matt