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実際、暗号の再初期化はそれほど遅くはありません。キー自体の作成は、反復回数のために時間がかかります。
また、反復回数は無視され、暗号化自体では使用されず、鍵の生成時にのみ使用されます。選択したアルゴリズムによっては、JCE API が誤解を招く可能性があります。
元の投稿
Java の暗号化は非常に... 暗号的であるため、いくつかの最適化を行うのに苦労しています。機能面では、このクラスは非常にうまく機能し、AES 暗号化の使用例として役立つことを願っています
BouncyCastle の AES 実装を使用してデータを暗号化および復号化するときにパフォーマンスの問題があります (比較していません。テストした実装は 1 つだけです)。実際、この問題は、私が使用することに決めたどの暗号にも一般的です。
主な問題は次のとおりです。暗号化/復号化呼び出しごとに 2 つの暗号全体の再初期化を回避できますか? 彼らは高すぎる
簡単にするために、次のコードでは例外処理が削除されており、問題に焦点を当てるために多くの単純化が行われていることに注意してください。同期されたブロックは、スレッドの安全性を保証するためにあります
ところで、コードのどの部分についてのフィードバックも大歓迎です
どうも
import java.nio.charset.Charset;
import java.security.SecureRandom;
import java.security.Security;
import java.util.Arrays;
import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.SecretKey;
import javax.crypto.SecretKeyFactory;
import javax.crypto.spec.PBEKeySpec;
import javax.crypto.spec.PBEParameterSpec;
import org.bouncycastle.jce.provider.BouncyCastleProvider;
public class AES {
private static final int ITERATIONS = 120000;
private static final int SALT_SIZE_IN_BYTES = 8;
private static final String algorithm = "PBEWithSHA256And128BitAES-CBC-BC";
private static final byte[] KEY_SALT = "a fixed key salt".getBytes(Charset.forName("UTF-8"));
private Cipher encryptCipher;
private Cipher decryptCipher;
private SecretKey key;
private RandomGenerator randomGenerator = new RandomGenerator();
static {
if (Security.getProvider(BouncyCastleProvider.PROVIDER_NAME) == null)
Security.addProvider(new BouncyCastleProvider());
}
public AES(String passphrase) throws Exception {
encryptCipher = Cipher.getInstance(algorithm);
decryptCipher = Cipher.getInstance(algorithm);
PBEKeySpec keySpec = new PBEKeySpec(passphrase.toCharArray(), KEY_SALT, ITERATIONS);
SecretKeyFactory keyFactory = SecretKeyFactory.getInstance(algorithm);
key = keyFactory.generateSecret(keySpec);
}
public byte[] encrypt(byte[] data) throws Exception {
byte[] salt = randomGenerator.generateRandom(SALT_SIZE_IN_BYTES);
PBEParameterSpec parameterSpec = new PBEParameterSpec(salt, ITERATIONS);
data = DataUtil.append(data, salt);
byte[] encrypted;
synchronized (encryptCipher) {
// as a security constrain, it is necessary to use different salts per encryption
// core issue: want to avoid this reinitialization to change the salt that will be used. Its quite time consuming
encryptCipher.init(javax.crypto.Cipher.ENCRYPT_MODE, key, parameterSpec);
encrypted = encryptCipher.doFinal(data);
}
return DataUtil.append(encrypted, salt);
}
public byte[] decrypt(byte[] data) throws Exception {
byte[] salt = extractSaltPart(data);
data = extractDataPart(data);
PBEParameterSpec parameterSpec = new PBEParameterSpec(salt, ITERATIONS);
byte[] decrypted;
synchronized (decryptCipher) {
// as a security constrain, it is necessary to use different salts per encryption
// core issue: want to avoid this reinitialization to change the salt that will be used. Its quite time consuming
decryptCipher.init(javax.crypto.Cipher.DECRYPT_MODE, key, parameterSpec);
decrypted = decryptCipher.doFinal(data);
}
byte[] decryptedSalt = extractSaltPart(decrypted);
if (Arrays.equals(salt, decryptedSalt))
return extractDataPart(decrypted);
else
throw new IllegalArgumentException("Encrypted data is corrupted: Bad Salt");
}
protected byte[] extractDataPart(byte[] bytes) {
return DataUtil.extract(bytes, 0, bytes.length - SALT_SIZE_IN_BYTES);
}
protected byte[] extractSaltPart(byte[] bytes) {
return DataUtil.extract(bytes, bytes.length - SALT_SIZE_IN_BYTES, SALT_SIZE_IN_BYTES);
}
// main method to basic check the code execution
public static void main(String[] args) throws Exception {
String plainText = "some plain text, have fun!";
String passphrase = "this is a secret";
byte[] data = plainText.getBytes(Charset.forName("UTF-8"));
AES cipher = new AES(passphrase);
byte[] encrypted = cipher.encrypt(data);
byte[] decrypted = cipher.decrypt(encrypted);
System.out.println("expected: true, actual: " + Arrays.equals(data, decrypted));
}
}
// Utility class
class RandomGenerator {
private SecureRandom random = new SecureRandom();
public RandomGenerator() {
random = new SecureRandom();
random.nextBoolean();
}
public synchronized byte[] generateRandom(int length) {
byte[] data = new byte[length];
random.nextBytes(data);
return data;
}
}
// Utility class
class DataUtil {
public static byte[] append(byte[] data, byte[] append) {
byte[] merged = new byte[data.length + append.length];
System.arraycopy(data, 0, merged, 0, data.length);
System.arraycopy(append, 0, merged, data.length, append.length);
return merged;
}
public static byte[] extract(byte[] data, int start, int length) {
if (start + length > data.length)
throw new IllegalArgumentException("Cannot extract " + length + " bytes starting from index " + start + " from data with length " + data.length);
byte[] extracted = new byte[length];
System.arraycopy(data, start, extracted, 0, length);
return extracted;
}
}