Question

我有一个主密钥，并且想要使其多样化/派生为其他密钥（在HSM内部）。遵循this answer之后，我得到了以下代码：

final java.security.Key key = token.getKeyStore().getKey(baseKeyAlias, null);
iaik.pkcs.pkcs11.objects.Key baseKey = ((iaik.pkcs.pkcs11.provider.keys.IAIKPKCS11SecretKey) key).getKeyObject();

DESSecretKey derived3DESKeyTemplate = new DESSecretKey();
SecretKey derivedKeyTemplate = derived3DESKeyTemplate;
derivedKeyTemplate.getLabel().setCharArrayValue(derivedKeyAlias.toCharArray());
derivedKeyTemplate.getId().setByteArrayValue(derivedKeyAlias.getBytes());
derivedKeyTemplate.getToken().setBooleanValue(Boolean.TRUE);
derivedKeyTemplate.getKeyType().setLongValue(PKCS11Constants.CKK_DES2);
derivedKeyTemplate.getEncrypt().setBooleanValue(Boolean.TRUE);
derivedKeyTemplate.getDecrypt().setBooleanValue(Boolean.TRUE);
derivedKeyTemplate.getWrap().setBooleanValue(Boolean.TRUE);
derivedKeyTemplate.getUnwrap().setBooleanValue(Boolean.TRUE);
derivedKeyTemplate.getDerive().setBooleanValue(Boolean.TRUE);
derivedKeyTemplate.getExtractable().setBooleanValue(Boolean.TRUE);
derivedKeyTemplate.getPrivate().setBooleanValue(Boolean.FALSE);
derivedKeyTemplate.getSign().setBooleanValue(Boolean.TRUE);

byte[] derivationData = DatatypeConverter.parseHexBinary("45525448555200749916");
KeyDerivationStringDataParameters param = new KeyDerivationStringDataParameters(derivationData);
Mechanism mechanism = new Mechanism(PKCS11Constants.CKM_DES3_ECB);
mechanism.setParameters(param);
final Key deriveKey = session.deriveKey(mechanism, baseKey, derivedKeyTemplate);
System.out.println("deriveKey successful!");

您可以看到我正在使用PKCS＃11包装器（IAIK）。问题在于推导使用相同的推导数据生成不同的密钥。这是预期的行为吗？

我认为每次导出的密钥都是不同的，因为我正在用此密钥加密一个已知值，并且每次的结果都不同：

byte[] data = DatatypeConverter.parseHexBinary("01020304050607080C7D8B973D588B478000000000000000");
Mechanism m = new Mechanism(PKCS11Constants.CKM_DES3_ECB);
session.encryptInit(m, deriveKey);
byte[] bytes;
bytes = session.encrypt(data);
System.out.println(DatatypeConverter.printHexBinary(bytes));

首次进行密钥派生和值加密

deriveKey successful!
encrypt using deriveKey: 7C4BB979F26FC78831CC83AB378E7B1D8E2F2D73B140D25D

第二次密钥派生和值加密

deriveKey successful!
encrypt using deriveKey: F1CE8649333EA10E63B13DB3733CD55FFB010A63C6CEC7F2

第三次密钥派生和价值设定

deriveKey successful!
encrypt using deriveKey: A8D801BC1C0142B9E77576AEA0FBE677915E47144B6DCF3C

据我所知，派生是使用基本密钥对数据（派生数据）进行加密。然后，该加密值将转换为另一个密钥（派生密钥），因此，如果派生数据和基本密钥相同，则该值应该相同。this answer解释了此步骤。

Answer 1

您应该使用CKM_DES3_ECB_ENCRYPT_DATA而不是CKM_DES3_ECB。

奇怪的是您没有收到错误消息，因为CKM_DES3_ECB不应用于密钥派生（请参阅PKCS＃11 v2.40中的表68）。

您的假设是正确的-此密钥派生算法必须为相同的派生数据（和主密钥）提供相同的密钥。

祝您的项目好运！

请注意：您的示例派生数据似乎具有固定的结构。这样（在ECB模式下使用DES）生成的DES密钥的第三部分将始终是相同的（即8000000000000000的加密）。您可能需要先对派生数据（例如使用SHA-256）进行哈希处理，然后再将其用于密钥派生。或完全重新考虑此算法。

免责声明：我不是加密专家，所以请确认我的想法。

PKCS11generateKey每次返回不同的值

1 个答案: