在 OpenSSL 中完成的 AES 加密解密成功，但在 Java 中加密时失败

Question

我使用下面的 OpenSSL 代码进行 AES 加密，该加密在税务网站中成功解密openssl rand 48 > 48byterandomvalue.binhexdump /bare 48byterandomvalue.bin > 48byterandomvalue.txtset /a counter=0for /f "tokens=* delims= " %%i in (48byterandomvalue.txt) do (set /a counter=!counter!+1set var=%%iif "!counter!"=="1" (set aes1=%%i)if "!counter!"=="2" (set aes2=%%i)if "!counter!"=="3" (set iv=%%i))set result1=%aes1:~0,50%set result1=%result1: =%set result2=%aes2:~0,50%set result2=%result2: =%set aeskey=%result1%%result2%set initvector=%iv:~0,50%set initvector=%initvector: =%openssl aes-256-cbc -e -in PAYLOAD.zip -out PAYLOAD -K %aeskey% -iv %initvector%openssl rsautl -encrypt -certin -inkey test_public.cer -in 48byterandomvalue.bin -out 000000.00000.TA.840_Key但我想在 Java 中做同样的事情作为迁移的一部分，所以我使用了 javax.crypto和java.security库，但是当我在税务网站上上传文件时解密失败//creating the random AES-256 secret keySecureRandom srandom = new SecureRandom(); KeyGenerator keyGen = KeyGenerator.getInstance("AES");keyGen.init(256);SecretKey secretKey = keyGen.generateKey();byte[] aesKeyb = secretKey.getEncoded();//creating the initialization vectorbyte[] iv = new byte[128/8];srandom.nextBytes(iv);IvParameterSpec ivspec = new IvParameterSpec(iv);byte[] encoded = Files.readAllBytes(Paths.get(filePath));str = new String(encoded, StandardCharsets.US_ASCII);//fetching the Public Key from certificateFileInputStream fin = new FileInputStream("test_public.cer");CertificateFactory f = CertificateFactory.getInstance("X.509");X509Certificate certificate = (X509Certificate)f.generateCertificate(fin);PublicKey pk = certificate.getPublicKey();//encrypting the AES Key with Public KeyCipher RSACipher = Cipher.getInstance("RSA/ECB/PKCS1Padding");RSACipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, pk);byte[] RSAEncrypted = RSACipher.doFinal(aesKeyb);FileOutputStream out = new FileOutputStream("000000.00000.TA.840_Key");out.write(RSAEncrypted);out.write(iv);out.close();另外，java 中生成的 AES 密钥与通过 openssl 生成的密钥不同。你们能帮忙吗？

Answer 1

脚本和 Java 代码使用 RSA 加密的数据不同：

该脚本生成一个随机的 48 字节序列并将其存储在文件中48byterandomvalue.bin。前 32 个字节用作 AES 密钥，后 16 个字节用作 IV。Key 和 IV 用于PAYLOAD.zip以 CBC 模式使用 AES-256 加密文件并将其存储为 file PAYLOAD。该文件48byterandomvalue.bin使用 RSA 加密并存储为 file 000000.00000.TA.840_Key。

在 Java 代码中，生成随机 32 字节 AES 密钥和随机 16 字节 IV。两者都用于在 CBC 模式下使用 AES-256 执行加密。AES 密钥使用 RSA 加密，与未加密的 IV 连接，结果存储在文件 中000000.00000.TA.840_Key。

脚本和 Java 代码的文件内容000000.00000.TA.840_Key不同。file 000000.00000.TA.840_Key对于使用脚本逻辑生成的 Java 代码，未加密的AES 密钥必须与未加密的 IV 连接，并且必须使用 RSA对该结果进行加密：

...

//byte[] aesKeyb byte-array with random 32-bytes key

//byte[] iv      byte-array with random 16-bytes iv

byte[] key_iv = new byte[aesKeyb.length + iv.length];

System.arraycopy(aesKeyb, 0, key_iv, 0, aesKeyb.length);

System.arraycopy(iv, 0, key_iv, aesKeyb.length, iv.length);

...

byte[] RSAEncrypted = RSACipher.doFinal(key_iv);

FileOutputStream out = new FileOutputStream("000000.00000.TA.840_Key");

out.write(RSAEncrypted);

out.close();

...

注意：IV 不必保密，因此不需要加密。仅在生成 Java 代码中的脚本结果时才需要加密。

另一个问题涉及将任意二进制数据转换为字符串。如果编码不合适（例如 ASCII 或 UTF8），这通常会导致数据损坏。所以

...

byte[] encoded = Files.readAllBytes(Paths.get(filePath));

str = new String(encoded, StandardCharsets.US_ASCII);           // Doesn't work: ASCII (7-bit) unsuitable for arbitrary bytes, *        

...

byte[] AESEncrypted = AESCipher.doFinal(str.getBytes("UTF-8")); // Doesn't work: UTF-8 unsuitable for arbitrary bytes and additionally different from * 

String encryptedStr = new String(AESEncrypted);                 // Doesn't work: UTF-8 unsuitable for arbitrary bytes

...

应替换为

...

byte[] encoded = Files.readAllBytes(Paths.get(filePath));

...

byte[] AESEncrypted = AESCipher.doFinal(encoded);

FileOutputStream out = new FileOutputStream("PAYLOAD");

out.write(AESEncrypted);

out.close();

...

在字符串中存储任意数据的合适编码是 Base64，但在这种情况下这不是必需的，因为脚本中也不使用 Base64 编码。

尝试这些改变。如果出现其他问题，最好分别key_iv测试 AES 加密、RSA 加密和生成。这使得隔离错误变得更加容易。