如何在Java中使用三个密钥进行三重DES(3DES)加密

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我在stackoverflow上找到一个链接:use-3des-encryption-decryption-in-java,但实际上该方法只使用了两个参数:"HG58YZ3CR9"和"IvParameterSpec iv = new IvParameterSpec(new byte[8]);"。
但是,三重DES的最强选项可以使用三个不同的密钥来加密消息。那么如何做呢?我在Cipher中找到了一个方法,它使用"SecureRandom"作为另一个参数。这是正确的方法吗?
第一个方法的代码如下:

import java.security.MessageDigest;
import java.util.Arrays;

import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.SecretKey;
import javax.crypto.spec.IvParameterSpec;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;

public class TripleDESTest {

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

        String text = "kyle boon";

        byte[] codedtext = new TripleDESTest().encrypt(text);
        String decodedtext = new TripleDESTest().decrypt(codedtext);

        System.out.println(codedtext); // this is a byte array, you'll just see a reference to an array
        System.out.println(decodedtext); // This correctly shows "kyle boon"
    }

    public byte[] encrypt(String message) throws Exception {
        final MessageDigest md = MessageDigest.getInstance("SHA-1");
        final byte[] digestOfPassword = md.digest("HG58YZ3CR9"
                .getBytes("utf-8"));
        final byte[] keyBytes = Arrays.copyOf(digestOfPassword, 24);
        for (int j = 0, k = 16; j < 8;) {
            keyBytes[k++] = keyBytes[j++];
        }

        final SecretKey key = new SecretKeySpec(keyBytes, "DESede");
        final IvParameterSpec iv = new IvParameterSpec(new byte[8]);
        final Cipher cipher = Cipher.getInstance("DESede/CBC/PKCS5Padding");
        cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key, iv);

        final byte[] plainTextBytes = message.getBytes("utf-8");
        final byte[] cipherText = cipher.doFinal(plainTextBytes);
        // final String encodedCipherText = new sun.misc.BASE64Encoder()
        // .encode(cipherText);

        return cipherText;
    }

    public String decrypt(byte[] message) throws Exception {
        final MessageDigest md = MessageDigest.getInstance("SHA-1");
        final byte[] digestOfPassword = md.digest("HG58YZ3CR9"
                .getBytes("utf-8"));
        final byte[] keyBytes = Arrays.copyOf(digestOfPassword, 24);
        for (int j = 0, k = 16; j < 8;) {
            keyBytes[k++] = keyBytes[j++];
        }

        final SecretKey key = new SecretKeySpec(keyBytes, "DESede");
        final IvParameterSpec iv = new IvParameterSpec(new byte[8]);
        final Cipher decipher = Cipher.getInstance("DESede/CBC/PKCS5Padding");
        decipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key, iv);

        // final byte[] encData = new
        // sun.misc.BASE64Decoder().decodeBuffer(message);
        final byte[] plainText = decipher.doFinal(message);

        return new String(plainText, "UTF-8");
    }
}

你需要与一些现有的代码进行互操作吗?如果不需要,为什么要使用3DES而不是AES? - CodesInChaos
@CodesInChaos 服务器使用3DES已经很多年了,我们的管理人员不想更改服务器算法。 - Marshal Chen
2个回答

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根据这份文档,只需将密钥长度设为168位即可传递给加密算法。

密钥长度必须等于112或168。

112的密钥长度将生成具有2个中间键的Triple DES密钥,而168的密钥长度将生成具有3个中间键的Triple DES密钥。

您的代码似乎在补偿MD5输出仅128位长的事实时做了一些可疑的事情。

从互联网上复制加密代码将不能产生安全的应用程序。使用静态IV会损害CBC模式比ECB更好的多个原因。如果您使用静态密钥,建议使用安全的随机数发生器生成随机字节,而不是从短ASCII字符串派生密钥。此外,在新应用程序中使用AES而不是Triple DES绝对没有理由。


非常感谢。如果我使用“SHA-1”而不是MD5会更好吗?实际上,我不认为我直接使用过由MD5加密的代码。我也困惑于如何处理3个中间密钥。我必须使用安全的随机数生成器吗?如果这样做,我如何解密代码?非常感谢! - Marshal Chen
不要每次都存储一个ASCII字符串并对其进行哈希,而是应该生成密钥字节一次,并将这些字节存储起来。 - ntoskrnl
很酷!但是我必须让服务器也解密代码,所以我认为同步随机数很困难。 - Marshal Chen
在这种情况下,我看不出存储字节和存储字符串有什么区别。 - ntoskrnl

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原则上,使用for-next循环生成DES ABA密钥似乎是正确的。 请注意,从Java 7开始,您可以为DESede提供一个16字节的密钥,这相当于同样的事情

话虽如此,您展示的代码还有很多需要改进的地方:

它不安全:

  • 密钥没有使用基于密码的密钥派生函数(PBKDF)使用(密码?)字符串生成
  • 密钥由两个密钥组成,而不是三个(使用ABA密钥的三重DES或TDEA)
  • IV设置为全零,而不是随机化
  • “密码”字符串太短

此外,还存在以下代码错误:

  • 使用new sun.misc.BASE64Encoder(),该方法位于Sun专有包中(在运行时的任何升级中都可能被删除或更改)
  • 对于平台异常和运行时异常抛出Exception(无法解密与无法实例化Cipher的处理方式相同)
  • Arrays.copyOf()调用中请求24个字节而不是16个字节(似乎返回24个SHA-1输出,而只有20个字节)

要从密码(如字符串)生成3DES 24字节(使用168位)DES ABC密钥,应使用PBKDF-2。如果存在中间人攻击或填充预言,则添加身份验证标记也非常重要。如果您可以控制所使用的算法,升级到AES会更加安全且更加实用。


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