Question

我尝试在Android中实施AES加密，它使用密码短语生成SecretKey。我传递了相同的byte[] 作为密码的初始化向量，以及在使用PBKDF2生成SecretKey时作为salt。

每次需要加密/解密时，用户都会提供密码。

截至目前，我只需要加密数据库中的一个值（如果这有任何区别）。

问题：

我想知道使用与IV和盐相同的byte[]是否会削弱加密效果？
是否有理由从CBC切换到GCM，然后是GCM提供的数据完整性功能？
我读过有关CBC易受BEAST攻击的消息，正在使用新的随机IV消息，如下所示，减轻了BEAST攻击？

当前源代码：

public class AesEncryption {
    private static final int KEY_SIZE = 16;
    private static final int OUTPUT_KEY_LENGTH = 256;
    private static final int ITERATIONS = 1000;

    private String mPassphraseOrPin;

    public AesEncryption(String passphraseOrPin) {
        mPassphraseOrPin = passphraseOrPin;
    }

    public void encrypt(String id, String textToEncrypt) throws Exception {
        byte[] iv = getIv();
        SecretKey secretKey = generateKey(iv);

        Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES/CBC/PKCS5Padding");
        cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secretKey, new IvParameterSpec(iv));

        byte[] cipherText = cipher.doFinal(textToEncrypt.getBytes("utf-8"));
        byte[] ivCipherText = arrayConcat(iv, cipherText);
        String encryptedText = Base64.encodeToString(ivCipherText, Base64.NO_WRAP);

        storeEncryptedTextInDb(id, encryptedText);
    }

    public String decrypt(String id) throws Exception {
        String encryptedText = getEncryptedTextFromDb(id);

        byte[] ivCipherText = Base64.decode(encryptedText, Base64.NO_WRAP);
        byte[] iv = Arrays.copyOfRange(ivCipherText, 0, KEY_SIZE);
        byte[] cipherText = Arrays.copyOfRange(ivCipherText, KEY_SIZE, ivCipherText.length);

        SecretKey secretKey = generateKey(iv);

        Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES/CBC/PKCS5Padding");
        cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, secretKey, new IvParameterSpec(iv));
        String decrypted = new String(cipher.doFinal(cipherText), "utf-8");

        return decrypted;
    }

    public SecretKey generateKey(byte[] salt) throws Exception {
        SecretKeyFactory secretKeyFactory = SecretKeyFactory.getInstance("PBKDF2WithHmacSHA1");
        KeySpec keySpec = new PBEKeySpec(mPassphraseOrPin.toCharArray(), salt, ITERATIONS, OUTPUT_KEY_LENGTH);
        SecretKey tmp = secretKeyFactory.generateSecret(keySpec);
        return new SecretKeySpec(tmp.getEncoded(), "AES");
    }

    private byte[] getIv() {
        byte[] salt = new byte[KEY_SIZE];
        new SecureRandom().nextBytes(salt);
        return salt;
    }

    private byte[] arrayConcat(byte[] one, byte[] two) {
        byte[] combined = new byte[one.length + two.length];
        for (int i = 0; i < combined.length; ++i) {
            combined[i] = i < one.length ? one[i] : two[i - one.length];
        }
        return combined;
    }
}

Answer 1

我想知道是否使用与IV和盐相同的字节[]会削弱加密效果？

是的。

对于盐：如果你不随机化盐，那么攻击者可以预先计算一个带有密码和密码哈希的表。这被称为彩虹表。此外，如果任何人拥有相同的密码，它将导致相同的密钥。强烈建议每个用户生成一个salt，并且 - 如果可行的话 - 每次重新加密该值时都会生成一个新的盐。

对于IV：如果重新加密包含相同明文的起始块，则密文将重复块。攻击者可以使用它从中提取信息。简单的例子：加密＆＃34;是＆＃34;或＆＃34;否＆＃34;两次显然可以与第一次加密区别开来＆＃34;是＆＃34;然后＆＃34;不＆＃34;。通常，您应该生成随机IV并将其与密文一起存储。如果盐（以及密钥）是随机的，建议甚至。它当然取决于您的威胁模型，如果这会对现实世界产生影响。

是否有理由从CBC切换到GCM，然后是GCM提供的数据完整性功能？

GCM提供明文的完整性和真实性。从功能上讲，它只是带有身份验证标记的CTR模式下的AES。如果您需要明文的完整性和真实性（可能还有其他经过身份验证的数据或AAD），这取决于您的威胁模型。它不会添加任何功能。

如果您只是在保密数据之后，那么您可能不需要GCM。如果您想保护它免受攻击者所做的更改，那么您确实需要它。在这种情况下，您还需要防止重放攻击。

我读过关于CBC容易发生BEAST攻击，正在使用新的随机IV消息，如下所示，减轻了BEAST攻击？

BEAST攻击是针对SSL / TLS的基于浏览器的攻击。根据定义，它不适用于数据库加密，尤其是对于静态数据。可能会引发大量攻击，但BEAST依赖于TLS连接中的动态数据。

注意：

基于长度的攻击经常被遗忘，因为密码/密码模式不能防止它们。它们可能适用于此。与CBC相比，GCM泄漏了更多关于明文长度的信息。
攻击者查看某个值是否重新加密也可能会很有趣。
1000不再被视为安全的迭代计数/工作因素。您可能希望升级它（并创建升级策略）。

Android中AES实现可能出现的故障

1 个答案: