IT博客汇 | 常见DES实现陷阱

常见DES实现陷阱

蔡晓建 (mc02cxj@gmail.com)发表于 2014-12-29 00:00:00

DES要点说明

DES走的是分组加密，每次处理对象的是8位byte，所以对字符串加解密的时候，会涉及字符编码格式和补齐8位的问题。
DES的密钥是固定8位的byte的，其中前7位是加解密用的，最后一位是校验码。
3DES的增强型的DES，带3个key，如果3个key一样，就是DES，也有一种变种是1、3是一样的。但都是固定8位的。
3DES通常是EDE,就是先加密(k1)再解密(k2)再加密(k3)

目前，项目代码中有3个和DES实现相关的类,下面看看他们有哪些问题：

案例1

从字符串到byte的转换，有指定编码格式GBK，这个是可以接受的。
使用的是DESede,就是3DES的EDE加密方式，但是3个key是一样的，没有意义。
加密时代码先自行进行了补齐操作(补\0),但是补齐是在字符串上操作的，不是在字节上操作，导致实际上可能没有对齐(中文情况)。
调用加密API时，没有指定补齐方式，会采用默认补齐，造成重复补齐(当然也修复了上面的补齐操作)。
解密指定NoPadding，和加密Padding方式不一样，造成解密结果最后会出现很多多余的字节。所以结果必须得trim一下才行。

参考代码如下：

补齐实现有误：

public String encrypt(String in) throws Exception {
    String strIn = in;
    if (null == strIn || "".equals(strIn)) {
        return "";
    }

    int i = 0;
    i = strIn.length() % 8;

    if (0 == i) {
        for (i = 0; i < 8; i++) {
            strIn += "\0";
        }
    } else {
        while (i > 0) {
            strIn += "\0";
            i--;
        }
    }
    byte[] bytes = strIn.getBytes(CHARSET);
    byte[] enbytes = encryptCipher.doFinal(bytes);
    return byteArrToHexStr(enbytes);
}

key是一样的，补齐方式没对应上：

public DESedeEncrypt() {
    byte[] buffer = new byte[] {
            0x31, 0x31, 0x31, 0x31, 0x31, 0x31, 0x31, 0x31, 0x31, 0x31, 0x31, 0x31, 0x31, 0x31,
            0x31, 0x31, 0x31, 0x31, 0x31, 0x31, 0x31, 0x31, 0x31, 0x31
    };

    SecretKeySpec key = new SecretKeySpec(buffer, "DESede");

    try {
        encryptCipher = Cipher.getInstance(KEY_ALGORITHM);
        encryptCipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key);
        decryptCipher = Cipher.getInstance("DESede/ECB/NoPadding");
        decryptCipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key);
    } catch (NoSuchAlgorithmException e) {
        Throwables.propagate(e);
    } catch (NoSuchPaddingException e) {
        Throwables.propagate(e);
    } catch (InvalidKeyException e) {
        Throwables.propagate(e);
    }
}

案例2

从字符串到byte的转换，采用了系统默认编码，存在平台移植性问题。
密钥key的长度布置8位，有多余字符(虽然只取前8位避免出错)，造成混乱。

key的格式不标准，有多余字符:

private static String strDefaultKey = "mywebsite123456%";
private Key getKey(byte[] arrBTmp) throws Exception {
    byte[] arrB = new byte[8];
    for (int i = 0; i < arrBTmp.length && i < arrB.length; i++) {
        arrB[i] = arrBTmp[i];
    }

    Key key = new javax.crypto.spec.SecretKeySpec(arrB, "DES");

    return key;
}

案例3

从字符串到byte的转换，采用了系统默认编码，存在平台移植性问题。
实现不是标准的DES，或3DES，是在DES基础上定义了一套加密。
根据目前key的长度，比标准3DES都要慢很多，另外没有采用JDK带的API。

key的长度不标准：

public class DesUtil {
    public static final String firstKey = "com.xxx.xxxpro";
    public static final String secondKey = "xxx_web";
    public static final String thirdKey = "xxxservice";
}

实现方式是对每个key补齐8位，再切割形成每组多个8位的key，再采用EEE的方式进行处理:

                    for (x = 0; x < firstLength; x++) {
                        tempBt = enc(tempBt, (int[]) firstKeyBt.get(x));
                    }
                    for (y = 0; y < secondLength; y++) {
                        tempBt = enc(tempBt, (int[]) secondKeyBt.get(y));
                    }
                    for (z = 0; z < thirdLength; z++) {
                        tempBt = enc(tempBt, (int[]) thirdKeyBt.get(z));
                    }