如何使用java解码用openssl aes-128-cbc编码的字符串？

Posted 2023-03-28

【中文标题】如何使用java解码用openssl aes-128-cbc编码的字符串？

【英文标题】：How to decode a string encoded with openssl aes-128-cbc using java?

【发布时间】：2015-11-04 00:03:33

【问题描述】：

我正在使用 openssl 使用以下命令对 string 进行编码：

openssl enc -aes-128-cbc -a -salt -pass pass:mypassword <<< "***"

结果给我一个编码字符串：U2FsdGVkX187CGv6DbEpqh/L6XRKON7uBGluIU0nT3w=

到目前为止，我只需要使用openssl解码，所以下面的命令返回之前编码的字符串：

 openssl enc -aes-128-cbc -a -salt -pass pass:mypassword -d <<< "U2FsdGVkX187CGv6DbEpqh/L6XRKON7uBGluIU0nT3w="

结果：***

现在，我需要在 java 应用程序中解码编码字符串。

我的问题是：

有谁能提供一个简单的 java 类来解码使用之前给出的 openssl 命令编码的字符串？

非常感谢。

【问题讨论】：

AES encrypt with openssl decrypt using java的可能重复

【参考方案1】：

使用 Bouncy Castle 库解决了这个问题。

代码如下：

package example;
import java.util.Arrays;

import org.apache.commons.codec.binary.Base64;
import org.bouncycastle.crypto.BufferedBlockCipher;
import org.bouncycastle.crypto.CipherParameters;
import org.bouncycastle.crypto.InvalidCipherTextException;
import org.bouncycastle.crypto.engines.AESEngine;
import org.bouncycastle.crypto.generators.OpenSSLPBEParametersGenerator;
import org.bouncycastle.crypto.modes.CBCBlockCipher;
import org.bouncycastle.crypto.paddings.BlockCipherPadding;
import org.bouncycastle.crypto.paddings.PKCS7Padding;
import org.bouncycastle.crypto.paddings.PaddedBufferedBlockCipher;

public class OpenSSLAesDecrypter

    private static final int AES_NIVBITS = 128; // CBC Initialization Vector (same as cipher block size) [16 bytes]

    private final int keyLenBits;

    public OpenSSLAesDecrypter(int nKeyBits)
    
        this.keyLenBits = nKeyBits;
    

    public byte[] decipher(byte[] pwd, byte[] src)
    
        // openssl non-standard extension: salt embedded at start of encrypted file
        byte[] salt = Arrays.copyOfRange(src, 8, 16); // 0..7 is "SALTED__", 8..15 is the salt

        try
        
            // Encryption algorithm. Note that the "strength" (bitsize) is controlled by the key object that is used.
            // Note that PKCS5 padding and PKCS7 padding are identical.
            BlockCipherPadding padding = new PKCS7Padding();
            BufferedBlockCipher cipher = new PaddedBufferedBlockCipher(new CBCBlockCipher(new AESEngine()), padding);

            CipherParameters params = getCipherParameters(pwd, salt);
            cipher.reset();
            cipher.init(false, params);

            int buflen = cipher.getOutputSize(src.length - 16);
            byte[] workingBuffer = new byte[buflen];
            int len = cipher.processBytes(src, 16, src.length - 16, workingBuffer, 0);
            len += cipher.doFinal(workingBuffer, len);

            // Note that getOutputSize returns a number which includes space for "padding" bytes to be stored in.
            // However we don't want these padding bytes; the "len" variable contains the length of the *real* data
            // (which is always less than the return value of getOutputSize.
            byte[] bytesDec = new byte[len];
            System.arraycopy(workingBuffer, 0, bytesDec, 0, len);
            return bytesDec;
        
        catch (InvalidCipherTextException e)
        
            System.err.println("Error: Decryption failed");
            return null;
        
        catch (RuntimeException e)
        
            System.err.println("Error: Decryption failed");
            return null;
        
    

    private CipherParameters getCipherParameters(byte[] pwd, byte[] salt)
    
        // Use bouncycastle implementation of openssl non-standard (pwd,salt)->(key,iv) algorithm.
        // Note that if a "CBC" cipher is selected, then an IV is required as well as a key. When using a password,
        // Openssl
        // *derives* the IV from the (pwd,salt) pair at the same time as it derives the key.
        //
        // * PBE = Password Based Encryption
        // * CBC = Cipher Block Chaining (ie IV is needed)
        //
        // Note also that when the IV is derived from (pwd, salt) the salt **must** be different for each message; this is
        // the default for openssl - just make sure to NOT explicitly provide a salt, or encryption security is badly
        // affected.
        OpenSSLPBEParametersGenerator gen = new OpenSSLPBEParametersGenerator();
        gen.init(pwd, salt);
        CipherParameters cp = gen.generateDerivedParameters(keyLenBits, AES_NIVBITS);
        return cp;
    

    public static void main(String[] args)
    
        OpenSSLAesDecrypter d = new OpenSSLAesDecrypter(128);
        String r = new String(d.decipher("mypassword".getBytes(),
                Base64.decodeBase64("U2FsdGVkX187CGv6DbEpqh/L6XRKON7uBGluIU0nT3w=")));
        System.out.println(r);
    

使用以下依赖项来编译/运行它：

apache common codec Bouncy Castle

【参考方案2】：

openssl enc 默认使用（适度）非标准的基于密码的加密算法，以及自定义但简单的数据格式。

如果你真的不需要PBE，只有一些 openssl 加密，the question linked by @Artjom 有一个很好的答案：在 openssl 中使用“原始”密钥和IV，然后使用相同的密钥和IV在爪哇。并让它们都默认为“PKCS5”（实际上是 PKCS#7）填充。请注意，openssl enc 采用十六进制的 -K 和 -iv，而 Java 加密将它们作为字节；根据需要进行转换。因为/如果你对密文进行base64-ed，首先de-base64；这是在 java8 中提供的，并且有许多可用于早期 java 版本的库。

否则需要解压文件格式。 de-base64后，丢弃前8个字节，取后8个字节为salt，其余字节为密文。

如果您需要特定算法 AES128-CBC 或 192 或 256 的 PBE 并且您可以使用第三方加密库 http://www.BouncyCastle.org ，它为这三种算法实现了 openssl PBE。将SecretKeyFactory 实例化为PBEWITHMD5AND128BITAES-CBC-OPENSSL -- 或 192 或 256，但前提是安装了 Unlimited Strength Policy（更新：或 Oracle 版本 >= 8u161 或 OpenJDK） -- 并给它一个 PBEKeySpec，键为 chars、salt ，计数为 1，并在同一算法的 Cipher 中使用结果。

否则您必须自己进行 PBE。幸运的是（？）这很简单。把下面的方法放在方便的地方：

public static /*or as appropriate */ void opensslBytesToKey ( byte[] pass, byte[] salt /*or null*/, // inputs int iter, String hashname, // PBKDF1-ish byte[] key, byte[] iv /*or null*/ // outputs ) throws NoSuchAlgorithmException MessageDigest md = MessageDigest.getInstance (hashname); byte[] temp = null, out = new byte[key.length+(iv!=null?iv.length:0)]; int outidx = 0; while(outidx < out.length) if(temp!=null) md.update(temp); md.update(pass); if(salt!=null) md.update(salt); temp = md.digest(); for(int i=1; i<iter; i++) temp = md.digest (temp); int use = Math.min (out.length-outidx, temp.length); System.arraycopy (temp,0, out,outidx, use); outidx += use; System.arraycopy (out,0, key,0, key.length); if(iv!=null) System.arraycopy (out,key.length, iv,0, iv.length);

并使用密码作为字节、盐、迭代计数 1、“MD5”和输出数组来调用它，这些数组的大小适合您的 AES 密钥（16、24 或 32 字节）和 AES IV（始终16 字节）。在SecretKeySpec 和IvParameterSpec 中分别使用这些，Cipher 用于（更正）AES/CBC/PKCS5Padding。

除此之外：您不能像这样加密字符串，只能加密 bytes（或更准确地说是 octets）。几乎所有系统上的 C 程序（包括 openssl）都将字符串/字符 in ASCII 隐式转换为字节和从字节转换，但使用 ASCII 集之外的任何字符可能会产生不一致和不可用的结果。 Java 将字符串 / 字符视为 Unicode（或更准确地说是 UTF-16），并将它们显式地转换为字节或从字节转换；这种转换对于 ASCII 是可靠的（并且与 C 一致），但对于非 ASCII 字符可能会有所不同。

更新：OpenSSL 1.1.0 (2016-08) 将 enc PBE 的默认哈希值从 MD5 更改为 SHA256。根据用于加密的 OpenSSL 版本，或者是否使用了（以前未记录的）-md 选项，更改我的选项 3 中的调用。更多详情见（我的）https://crypto.stackexchange.com/questions/3298/is-there-a-standard-for-openssl-interoperable-aes-encryption/#35614

【讨论】：

非常感谢您回答戴夫。我终于使用 second 解决方案，即使用 bouncycastle 来解码编码的字符串。我在this site找到了一个例子。