BigInteger 异或的大小

Question

我的程序生成两个随机 BigInteger，bitLength 为 255。然后它生成这两个 BigInteger 的异或。问题是：由于大整数的大小是最小的，如果第一个位是 0，这个异或的大小可以小于 255。我需要它是 32 字节，所以在 248 和 256 位之间。这是我的代码：public class test {    public static void main(String[] args) throws Exception {        SecureRandom random;        BigInteger randomBigInteger1;        byte[] randomBytes;        do {            random = new SecureRandom();            randomBytes = new byte[32];            random.nextBytes(randomBytes);            randomBigInteger1 = new BigInteger(randomBytes);        }while(randomBigInteger1.bitLength() < 255);        BigInteger randomBigInteger2;        do {            random = new SecureRandom();            randomBytes = new byte[32];            random.nextBytes(randomBytes);            randomBigInteger2 = new BigInteger(randomBytes);        }while(randomBigInteger2.bitLength() < 255);        BigInteger finalXor = randomBigInteger1.xor(randomBigInteger2);        System.out.println(finalXor.bitLength());        byte[] key = finalXor.toByteArray();        System.out.println(key.length);    }}问题是：即使 finalXor 小于 248 位，如何确保密钥始终为 32 字节？（我想我可以用位 0 填充，但我不知道如何。）示例：让我们说我的 BigIntegers 是：1111011010101101........110111000111111011001100111.................01110011010那么 finalXor 将是：0000000011001010................10101111001高 8 位全为空，因此最终异或长度仅为 255-8 = 247 位长。当我制作 byte[] 键时，它将是 31 字节而不是 32。我需要它是 32 字节。并且仍然是好的异或。这就是为什么我说我认为我应该做一个填充，其中所有“缺少的高位”都是 0，但我不知道该怎么做。

Answer 1

ISTM是避免BigInteger和异或直接在字节数组可以同时解决几个你的问题。在必要的地方有填充，你总是得到一个 32 字节的数组。

如果您确保顶部字节（由于大端字节序在索引 0 处）不相同，您将始终拥有 248-255 位值。

如果需要小端字节序，则索引 31 处的字节不得为 0 且不同。我假设了 big-endian，因为这也是 BigInteger 在您的原始代码中返回的内容。

public class test 

{    

    public static void main(String[] args) throws Exception 

    {

        SecureRandom random = new SecureRandom();

        // make "left" operand

        byte[] randomBytesLeft = new bytes[32];

        random.nextBytes(randomBytesLeft);

        // make "right" operand

        byte[] randomBytesRight = new byte[32];

        do 

        {

            random.nextBytes(randomBytesRight);

        } while (randomBytesRight[0] == randomBytesLeft[0]); // or [31] for little-endian

        // "xor" both operands

        byte[] key = new byte[32];

        for (int i = 0; i < 32; i++)

        {

            key[i] = randomBytesLeft[i] ^ randomBytesRight[i];

        }

        // if you really need a BigInteger:

        // BigInteger finalXor = new BigInteger(key);

        System.out.println(key.length);

    }

}

FWIW，在我看来，您可以完全省略xoring，只需执行以下操作：

        byte[] key = new byte[32];

        do

        {

            random.nextBytes(key);

        } while (key[0] == 0); // or key[31] for little-endian

那可能同样好，更简单。

Answer 2

填充 0 是一种选择，我找到了一种方法：

if(key.length != 32) {

    byte[] finalKey= new byte[32];

    byte a = Byte.parseByte("00000000", 2);

    for(int i =0; i<key.length; i++) 

        finalKey[i] = key[i];

    for (int i = key.length ; i<32 ; i++)

        finalKey[i] = a;

    key = finalKey;

}

它需要一个循环和另一个字节数组，因为出于某种原因，key[31] 抛出了一个 ArrayOutOfBound 异常，但它有效……如果有人可以改进它，请随时这样做。

编辑： OldCurmudgeon 的更好解决方案：

key = Arrays.copyOf(key, 32);

它会自动用 0 填充高位。