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AES暗号化IV

私はこれを以下（E.1）のアプリケーションに使用していますが、これには明らかに大きな明白なセキュリティホールがあり、私はそれを認識して理解しています。私は暗号化に興味を持ち、それをよりよく理解したいと思っています。IVと一緒にランダムキーを生成する必要がありますが、それを適切に行う方法がわかりません。AES暗号化に精通している人にこれがどのように機能するか説明できますか（IV＆KEY ）それで、私は将来よりよく理解することができ、私の知識を適用することができます。本質的には、コードをより安全にしたいだけです、ありがとう。

（E.1）

    byte[] key = "mykey".getBytes("UTF-8");

    private byte[] getKeyBytes(final byte[] key) throws Exception {
        byte[] keyBytes = new byte[16];
        System.arraycopy(key, 0, keyBytes, 0, Math.min(key.length, keyBytes.length));
        return keyBytes;
    }

    public Cipher getCipherEncrypt(final byte[] key) throws Exception {
        byte[] keyBytes = getKeyBytes(key);
        Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES/CBC/PKCS5Padding");
        SecretKeySpec secretKeySpec = new SecretKeySpec(keyBytes, "AES");
        IvParameterSpec ivParameterSpec = new IvParameterSpec(keyBytes);
        cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secretKeySpec, ivParameterSpec);
        return cipher;
    }

    public void encrypt(File in, File output, byte[] key) throws Exception {

        Cipher cipher = getCipherEncrypt(key);
        FileOutputStream fos = null;
        CipherOutputStream cos = null;
        FileInputStream fis = null;
        try {
            fis = new FileInputStream(in);
            fos = new FileOutputStream(output);
            cos = new CipherOutputStream(fos, cipher);
            byte[] data = new byte[1024];
            int read = fis.read(data);
            while (read != -1) {
                cos.write(data, 0, read);
                read = fis.read(data);
             System.out.println(new String(data, "UTF-8").trim());

            }
            cos.flush();

        } finally {

            System.out.println("performed encrypt method now closing streams:\n" + output.toString());
            cos.close();
            fos.close();
            fis.close();


        }
    }


public void watchMeEncrypt(){

encrypt(file, new File ("example.txt),key);
javaencryptioncryptographybyteaes
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TravJav92

AESキーは、単にランダムなバイトで構成されています。 CBCモードの場合、IVモードもランダム化する必要があります（少なくとも攻撃者に対して）。したがって、一般的には、SecureRandomインスタンスを使用してキーとIVを作成できます。その後、IVを暗号文に含めることができます。通常、それは単にその前に置かれます。

Javaの場合は、KeyGeneratorを使用することをお勧めします。Sunプロバイダーでの実装を見ると、おそらく同じことになるでしょう。ただし、KeyGeneratorを使用すると、さまざまなものとの互換性が高くなります。キーとプロバイダーの種類。スマートカードやHSMなどでキーを生成するための要件である可能性があります。

それでは、3つの簡単なメソッドでクラスを表示しましょう。

package nl.owlstead.stackoverflow;

import static Java.nio.charset.StandardCharsets.UTF_8;

import Java.io.ByteArrayInputStream;
import Java.io.ByteArrayOutputStream;
import Java.io.IOException;
import Java.io.InputStream;
import Java.security.NoSuchAlgorithmException;
import Java.security.Provider;
import Java.security.SecureRandom;
import Java.util.Optional;

import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.CipherInputStream;
import javax.crypto.CipherOutputStream;
import javax.crypto.KeyGenerator;
import javax.crypto.SecretKey;
import javax.crypto.spec.IvParameterSpec;

public class CreateKeyAndIVForAES_CBC {

    public static SecretKey createKey(final String algorithm, final int keysize, final Optional<Provider> provider, final Optional<SecureRandom> rng) throws NoSuchAlgorithmException {
        final KeyGenerator keyGenerator;
        if (provider.isPresent()) {
            keyGenerator = KeyGenerator.getInstance(algorithm, provider.get());
        } else {
            keyGenerator = KeyGenerator.getInstance(algorithm);
        }

        if (rng.isPresent()) {
            keyGenerator.init(keysize, rng.get());
        } else {
            // not really needed for the Sun provider which handles null OK
            keyGenerator.init(keysize);
        }

        return keyGenerator.generateKey();
    }

    public static IvParameterSpec createIV(final int ivSizeBytes, final Optional<SecureRandom> rng) {
        final byte[] iv = new byte[ivSizeBytes];
        final SecureRandom theRNG = rng.orElse(new SecureRandom());
        theRNG.nextBytes(iv);
        return new IvParameterSpec(iv);
    }

    public static IvParameterSpec readIV(final int ivSizeBytes, final InputStream is) throws IOException {
        final byte[] iv = new byte[ivSizeBytes];
        int offset = 0;
        while (offset < ivSizeBytes) {
            final int read = is.read(iv, offset, ivSizeBytes - offset);
            if (read == -1) {
                throw new IOException("Too few bytes for IV in input stream");
            }
            offset += read;
        }
        return new IvParameterSpec(iv);
    }

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        final SecureRandom rng = new SecureRandom();
        // you somehow need to distribute this key
        final SecretKey aesKey = createKey("AES", 128, Optional.empty(), Optional.of(rng));
        final byte[] plaintext = "owlstead".getBytes(UTF_8);

        final byte[] ciphertext;
        {
            final ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();

            final Cipher aesCBC = Cipher.getInstance("AES/CBC/PKCS5Padding");
            final IvParameterSpec ivForCBC = createIV(aesCBC.getBlockSize(), Optional.of(rng));
            aesCBC.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, aesKey, ivForCBC);

            baos.write(ivForCBC.getIV());

            try (final CipherOutputStream cos = new CipherOutputStream(baos, aesCBC)) {
                cos.write(plaintext);
            }

            ciphertext = baos.toByteArray();
        }

        final byte[] decrypted;
        {
            final ByteArrayInputStream bais = new ByteArrayInputStream(ciphertext);

            final Cipher aesCBC = Cipher.getInstance("AES/CBC/PKCS5Padding");
            final IvParameterSpec ivForCBC = readIV(aesCBC.getBlockSize(), bais);
            aesCBC.init(Cipher.DECRYPT_MODE, aesKey, ivForCBC);

            final byte[] buf = new byte[1_024];
            try (final CipherInputStream cis = new CipherInputStream(bais, aesCBC);
                    final ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream()) {
                int read;
                while ((read = cis.read(buf)) != -1) {
                    baos.write(buf, 0, read);
                }
                decrypted = baos.toByteArray();
            }
        }

        System.out.println(new String(decrypted, UTF_8));
    }
}

AESキーを「帯域外」で生成および配布する必要があるとは限らないことに注意してください。ここに キーを生成する他のいくつかの方法 （パート＃2以降）があります。 暗号化操作のより高度な例外処理 も確認することをお勧めします。

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Maarten Bodewes