Alle vorigen Beispiele trugen stets den Sicherheitshinweis „Nicht benutzen“ – wobei dieses aus unterschiedlichen Gründen erfolgte. Der hier beschriebene CBC-Modus bezieht einen Teil seiner Sicherheit aus der Tatsache, das der Initialisierungsvektor immer zufällig gewählt und sich für jede einzelne Verschlüsselung stets von den vorher genutzten unterscheiden sollte.
Im nachfolgenden Beispiel wird der Initialisierungsvektor mit einer Zufallsroutine erzeugt. Bitte beachtet das ich dafür nicht die „Random“-Methode sondern die „SecureRandom“-Methode benutzt habe – diese liefert aus kryptographischer Sicht wesentlich bessere Zufallszahlen.
Noch ein kleiner aber wichtiger Hinweis: damit der Empfänger der verschlüsselten Nachricht diese auch entschlüsseln kann, benötigt er neben dem Passwort auch den genutzten Initialisierungsvektor (iV). Dieser ist (im Gegensatz zum Passwort) aber nicht geheim und kann somit zusammen mit den verschlüsselten Daten verschickt werden.
Hier der Steckbrief des Verfahrens:
| Verschlüsselungssteckbrief | |
| Name des Verfahrens | AES/CBC/PKCS5PADDING |
| Langname | CBC Cipher Block Chaining |
| Art der Chiffre | Blockchiffre |
| Blocklänge (Byte) | 16 |
| Schlüssellänge (Byte/Bit) | 16/128, 24/192, 32/256 |
| Padding genutzt | Ja |
| Sicherheit | sicher bei Nutzung von unterschiedlichen Initialvektoren |
| Besonderes | Benötigt einen Initialvektor, der als Zufallszahl erzeugt wird. |
Bitte die nachfolgende Routine nicht für den Echteinsatz nutzen, da sie aus kryptographischer Sicht sehr angreifbar ist !
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package net.bplaced.javacrypto.symmetricencryption; /* * Herkunft/Origin: http://javacrypto.bplaced.net/ * Programmierer/Programmer: Michael Fehr * Copyright/Copyright: frei verwendbares Programm (Public Domain) * Copyright: This is free and unencumbered software released into the public domain. * Lizenttext/Licence: <http://unlicense.org> * getestet mit/tested with: Java Runtime Environment 8 Update 191 x64 * Datum/Date (dd.mm.jjjj): 01.11.2018 * Funktion: verschlüsselt einen string im aes cbc modus pkcs5 padding * Function: encrypts a string using aes cbc modus with pkcs5 padding * * Sicherheitshinweis/Security notice * Die Programmroutinen dienen nur der Darstellung und haben keinen Anspruch auf eine * korrekte Funktion, insbesondere mit Blick auf die Sicherheit ! * Prüfen Sie die Sicherheit bevor das Programm in der echten Welt eingesetzt wird. * The program routines just show the function but please be aware of the security part - * check yourself before using in the real world ! */ import java.io.UnsupportedEncodingException; import java.security.InvalidAlgorithmParameterException; import java.security.InvalidKeyException; import java.security.NoSuchAlgorithmException; import java.security.SecureRandom; import javax.crypto.BadPaddingException; import javax.crypto.Cipher; import javax.crypto.IllegalBlockSizeException; import javax.crypto.NoSuchPaddingException; import javax.crypto.spec.IvParameterSpec; import javax.crypto.spec.SecretKeySpec; import javax.xml.bind.DatatypeConverter; public class B08_AesCbcPkcs5PaddingRandomString { public static void main(String[] args) throws UnsupportedEncodingException, NoSuchAlgorithmException, NoSuchPaddingException, InvalidKeyException, IllegalBlockSizeException, BadPaddingException, InvalidAlgorithmParameterException { System.out.println("B08 AES im Betriebsmodus CBC PKCS5Padding mit Zufalls-Initvektor mit einem String"); // es werden ein paar variablen benötigt: String plaintextString = "HalloWelt012345"; // hier 15 zeichen String decryptedtextString = ""; // enthält später den entschlüsselten text // diese konstanten und variablen benötigen wir zur ver- und entschlüsselung // der schlüssel ist exakt 32 zeichen lang und bestimmt die stärke der // verschlüsselung // mögliche schlüssellängen sind 16 byte (128 bit), 24 byte (192 bit) und 32 // byte (256 bit) // final byte[] keyByte = "1234567890123456".getBytes("UTF-8"); // 16 byte final byte[] keyByte = "12345678901234567890123456789012".getBytes("UTF-8"); // 32 byte // der initialisierungsvektor ist exakt 16 zeichen lang final byte[] initvectorByte = new byte[16]; SecureRandom secureRandom = new SecureRandom(); secureRandom.nextBytes(initvectorByte); byte[] plaintextByte = null; // der verschluesselte (encrypted) text kommt in diese variable in form eines // byte arrays byte[] ciphertextByte = null; // die länge steht noch nicht fest, da sie von der größe des plaintextes abhängt // der entschlüsselte (decrypted) text kommt in dieses byte array, welches // später in einen string umkodiert wird byte[] decryptedtextByte = null; // die länge steht noch nicht fest, da sie von der größe des plaintextes // abhängt // ab hier arbeiten wir nun im verschlüsselungsmodus // umwandlung des klartextes in ein byte array plaintextByte = plaintextString.getBytes("UTF-8"); // der schlüssel wird in die richtige form gebracht SecretKeySpec keySpec = new SecretKeySpec(keyByte, "AES"); // der initvector wird in die richtige form gebracht IvParameterSpec ivKeySpec = new IvParameterSpec(initvectorByte); // die verschlüsselungsroutine wird mit dem gewünschten parameter erstellt Cipher aesCipherEnc = Cipher.getInstance("AES/CBC/PKCS5PADDING"); // nun wird die routine mit dem schlüssel initialisiert aesCipherEnc.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, keySpec, ivKeySpec); // hier erfolgt nun die verschlüsselung des plaintextes ciphertextByte = aesCipherEnc.doFinal(plaintextByte); // ab hier arbeiten wir nun im entschlüsselungsmodus // die verschlüsselungsroutine wird mit dem gewünschten parameter erstellt Cipher aesCipherDec = Cipher.getInstance("AES/CBC/PKCS5PADDING"); // zum einsatz kommt derselbe schlüssel, daher symmetrische verschlüsselung // achtung: hier wird der DECRYPT_MODE = entschlüsselung genutzt aesCipherDec.init(Cipher.DECRYPT_MODE, keySpec, ivKeySpec); // nun wird der ciphertext wieder entschlüsselt decryptedtextByte = aesCipherDec.doFinal(ciphertextByte); // zurück-kodierung des byte array in text decryptedtextString = new String(decryptedtextByte, "UTF-8"); // ausgabe der variablen System.out.println(""); System.out.println("keyByte (hex) :" + DatatypeConverter.printHexBinary(keyByte)); System.out.println("initvectorByte (hex) :" + DatatypeConverter.printHexBinary(initvectorByte)); System.out.println("plaintextString :" + plaintextString); System.out.println("plaintextByte (hex) :" + DatatypeConverter.printHexBinary(plaintextByte)); System.out.println("= = = Verschlüsselung = = ="); System.out.println("ciphertextByte (hex) :" + DatatypeConverter.printHexBinary(ciphertextByte)); System.out.println("= = = Entschlüsselung = = ="); System.out.println("decryptedtextByte (hex):" + DatatypeConverter.printHexBinary(decryptedtextByte)); System.out.println("decryptedtextString :" + decryptedtextString); } } |
Die Ausgabe auf der Konsole sieht nicht anders aus als in Version B07, aber: bei jedem Programmlauf wird ein neuer iV erzeugt, welcher auch einen gänzlich anderen ciphertext erzeugt.
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B08 AES im Betriebsmodus CBC PKCS5Padding mit Zufalls-Initvektor mit einem String keyByte (hex) :3132333435363738393031323334353637383930313233343536373839303132 initvectorByte (hex) :9EFD67C85074813356881C025D1CDAFA plaintextString :HalloWelt012345 plaintextByte (hex) :48616C6C6F57656C74303132333435 = = = Verschlüsselung = = = ciphertextByte (hex) :64D2161DC277C9D77DDEF6593B76FD61 = = = Entschlüsselung = = = decryptedtextByte (hex):48616C6C6F57656C74303132333435 decryptedtextString :HalloWelt012345 |
Hier folgt das Beispiel mit Methoden:
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package net.bplaced.javacrypto.symmetricencryption; /* * Herkunft/Origin: http://javacrypto.bplaced.net/ * Programmierer/Programmer: Michael Fehr * Copyright/Copyright: frei verwendbares Programm (Public Domain) * Copyright: This is free and unencumbered software released into the public domain. * Lizenttext/Licence: <http://unlicense.org> * getestet mit/tested with: Java Runtime Environment 8 Update 191 x64 * Datum/Date (dd.mm.jjjj): 01.11.2018 * Funktion: verschlüsselt einen string im aes cbc modus pkcs5 padding * Function: encrypts a string using aes cbc modus with pkcs5 padding * * Sicherheitshinweis/Security notice * Die Programmroutinen dienen nur der Darstellung und haben keinen Anspruch auf eine * korrekte Funktion, insbesondere mit Blick auf die Sicherheit ! * Prüfen Sie die Sicherheit bevor das Programm in der echten Welt eingesetzt wird. * The program routines just show the function but please be aware of the security part - * check yourself before using in the real world ! */ import java.io.UnsupportedEncodingException; import java.security.InvalidAlgorithmParameterException; import java.security.InvalidKeyException; import java.security.NoSuchAlgorithmException; import java.security.SecureRandom; import javax.crypto.BadPaddingException; import javax.crypto.Cipher; import javax.crypto.IllegalBlockSizeException; import javax.crypto.NoSuchPaddingException; import javax.crypto.spec.IvParameterSpec; import javax.crypto.spec.SecretKeySpec; import javax.xml.bind.DatatypeConverter; public class B08b_AesCbcPkcs5PaddingRandomString { public static void main(String[] args) throws UnsupportedEncodingException, NoSuchAlgorithmException, NoSuchPaddingException, InvalidKeyException, IllegalBlockSizeException, BadPaddingException, InvalidAlgorithmParameterException { System.out.println("B08b AES im Betriebsmodus CBC PKCS5Padding mit Zufalls-Initvektor mit einem String"); // es werden ein paar variablen benötigt: String plaintextString = "HalloWelt012345"; // hier 15 zeichen String decryptedtextString = ""; // enthält später den entschlüsselten text // diese konstanten und variablen benötigen wir zur ver- und entschlüsselung // der schlüssel ist exakt 32 zeichen lang und bestimmt die stärke der // verschlüsselung // mögliche schlüssellängen sind 16 byte (128 bit), 24 byte (192 bit) und 32 // byte (256 bit) // final byte[] keyByte = "1234567890123456".getBytes("UTF-8"); // 16 byte final byte[] keyByte = "12345678901234567890123456789012".getBytes("UTF-8"); // 32 byte // der initialisierungsvektor ist exakt 16 zeichen lang final byte[] initvectorByte = new byte[16]; SecureRandom secureRandom = new SecureRandom(); secureRandom.nextBytes(initvectorByte); byte[] plaintextByte = null; // der verschluesselte (encrypted) text kommt in diese variable in form eines // byte arrays byte[] ciphertextByte = null; // die länge steht noch nicht fest, da sie von der größe des plaintextes abhängt // der entschlüsselte (decrypted) text kommt in dieses byte array, welches // später in einen string umkodiert wird byte[] decryptedtextByte = null; // die länge steht noch nicht fest, da sie von der größe des plaintextes // abhängt // ab hier arbeiten wir nun im verschlüsselungsmodus // umwandlung des klartextes in ein byte array plaintextByte = plaintextString.getBytes("UTF-8"); ciphertextByte = AesCbcPaddingEncrypt(plaintextByte, keyByte, initvectorByte); // ab hier arbeiten wir nun im entschlüsselungsmodus // nun wird der ciphertext wieder entschlüsselt decryptedtextByte = AesCbcPaddingDecrypt(ciphertextByte, keyByte, initvectorByte); // zurück-kodierung des byte array in text decryptedtextString = new String(decryptedtextByte, "UTF-8"); // ausgabe der variablen System.out.println(""); System.out.println("keyByte (hex) :" + DatatypeConverter.printHexBinary(keyByte)); System.out.println("initvectorByte (hex) :" + DatatypeConverter.printHexBinary(initvectorByte)); System.out.println("plaintextString :" + plaintextString); System.out.println("plaintextByte (hex) :" + DatatypeConverter.printHexBinary(plaintextByte)); System.out.println("= = = Verschlüsselung = = ="); System.out.println("ciphertextByte (hex) :" + DatatypeConverter.printHexBinary(ciphertextByte)); System.out.println("= = = Entschlüsselung = = ="); System.out.println("decryptedtextByte (hex):" + DatatypeConverter.printHexBinary(decryptedtextByte)); System.out.println("decryptedtextString :" + decryptedtextString); } public static byte[] AesCbcPaddingEncrypt(byte[] plaintextByte, byte[] keyByte, byte[] initvectorByte) throws NoSuchAlgorithmException, NoSuchPaddingException, InvalidKeyException, InvalidAlgorithmParameterException, IllegalBlockSizeException, BadPaddingException { byte[] ciphertextByte = null; // der schlüssel wird in die richtige form gebracht SecretKeySpec keySpec = new SecretKeySpec(keyByte, "AES"); // der initvector wird in die richtige form gebracht IvParameterSpec ivKeySpec = new IvParameterSpec(initvectorByte); // die verschlüsselungsroutine wird mit dem gewünschten parameter erstellt Cipher aesCipherEnc = Cipher.getInstance("AES/CBC/PKCS5PADDING"); // nun wird die routine mit dem schlüssel initialisiert aesCipherEnc.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, keySpec, ivKeySpec); // hier erfolgt nun die verschlüsselung des plaintextes ciphertextByte = aesCipherEnc.doFinal(plaintextByte); return ciphertextByte; } public static byte[] AesCbcPaddingDecrypt(byte[] ciphertextByte, byte[] keyByte, byte[] initvectorByte) throws NoSuchAlgorithmException, NoSuchPaddingException, InvalidKeyException, InvalidAlgorithmParameterException, IllegalBlockSizeException, BadPaddingException { byte[] decryptedtextByte = null; // der schlüssel wird in die richtige form gebracht SecretKeySpec keySpec = new SecretKeySpec(keyByte, "AES"); // der initvector wird in die richtige form gebracht IvParameterSpec ivKeySpec = new IvParameterSpec(initvectorByte); // die verschlüsselungsroutine wird mit dem gewünschten parameter erstellt Cipher aesCipherDec = Cipher.getInstance("AES/CBC/PKCS5PADDING"); // nun wird die routine mit dem schlüssel initialisiert aesCipherDec.init(Cipher.DECRYPT_MODE, keySpec, ivKeySpec); // hier erfolgt nun die verschlüsselung des plaintextes decryptedtextByte = aesCipherDec.doFinal(ciphertextByte); return decryptedtextByte; } } |
Die Lizenz zum obigen Beispiel findet Ihr auf der eigenen Lizenz-Seite.
Letzte Aktualisierung: 07.11.2018