使用OpenSSL进行加密，与Java相同的方式

Question

我需要使用bash脚本以与javax.crypto.Cipher相同的方式加密字符串。在Java中，我使用AES-256和密钥“0123456789”。但是，当我使用openssl时，我必须将“0123456789”转换为十六进制，但结果与Java不同。

echo "lun01" | openssl aes-256-cbc -e -a -K 7573746f726530313233343536373839 -iv 7573746f726530313233343536373839

dpMyN7L5HI8VZEs1biQJ7g==

Java：

public class CryptUtil {
    public static final String DEFAULT_KEY = "0123456789";

    private static CryptUtil instance;

    private String chiperKey;

    private CryptUtil(String chiperKey) {
        this.chiperKey = chiperKey;
    }

    public static CryptUtil getInstance() {
        if (null == instance) {
            instance = new CryptUtil(DEFAULT_KEY);
        }

        return instance;
    }

    public static CryptUtil getInstance(String cipherkey) {
        instance = new CryptUtil(cipherkey);
        return instance;
    }

    public String aesEncrypt(String plainText) {
            byte[] keyBytes = Arrays.copyOf(this.chiperKey.getBytes("ASCII"), 16);

            SecretKey key = new SecretKeySpec(keyBytes, "AES");
            Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES");
            cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key);

            byte[] cleartext = plainText.getBytes("UTF-8");
            byte[] ciphertextBytes = cipher.doFinal(cleartext);
            final char[] encodeHex = Hex.encodeHex(ciphertextBytes);

            return new String(encodeHex);

        return null;
    }

    public static void main(String[] args) {

        CryptUtil cryptUtil = CryptUtil.getInstance();
        System.out.println(cryptUtil.aesEncrypt("lun01"));
    }
}

d230b216e9d65964abd4092f5c455a21

- Felipe Gutierrez

---

是的，我明白。但它仍然没有正确转换。我编辑了问题... - Felipe Gutierrez

你的十六进制值 7573746f726530313233343536373839 是字符 ustore0123456789 而不是 0123456789 加上空字符，正如 @Artjom 所说的那样，你的 Java 使用 AES-128 ECB 模式（和 OpenSSL 一样使用 PKCS#5 填充）。此外，echo 命令（在 bash 中是内置命令）会向数据添加一个换行符，但是你的 Java 没有这样做，而 openssl enc -a 将结果编码为 base64 而不是十六进制。修复这些问题：echo -n lun01 |openssl aes-128-ecb -K 30313233343536373839000000000000 |od -tx1 给出了与你的 Java 结果相匹配的 0000000 d2 30 b2 16 e9 d6 59 64 ab d4 09 2f 5c 45 5a 21。 - dave_thompson_085

Answer 1

如果无数的在线十六进制转换器对你无效，那么你可以简单地将你在Java中使用的密钥以十六进制形式打印出来。这里是一个关于这个“壮举”的热门SO问题。

在你完成这一步之后，你会发现它仍然不起作用，因为你正在使用不同的算法。

当你使用Cipher.getInstance("AES");时，它很可能默认为"AES/ECB/PKCS5Padding"，这与"aes-256-cbc"不同，因为ECB和CBC是两种完全不同的操作模式。为了避免这种歧义，始终完整地指定你的密码，例如：Cipher.getInstance("AES/CBC/PKCS5Padding");。

然后，在Java中生成的密钥只有16字节长，所以在OpenSSL中匹配的密码是"aes-128-ecb"。

正如dave_thompson_085在评论中所说：

• echo 会在输出后自动添加一个换行符，而你的Java代码不会添加。你需要像这样创建纯文本：echo -n "lun01"。如果你使用Windows系统，请参考this。

• 你的Java代码以十六进制输出结果，所以你需要在OpenSSL中也进行相同的操作。你需要在OpenSSL命令中去掉-a选项，以防止Base64编码，并且可以利用其他命令行工具（如Linux上的od）将二进制输出数据转换为十六进制，使用od -tx1即可。

• 完整命令：

    echo -n lun01 |openssl aes-128-ecb -K 30313233343536373839000000000000 |od -tx1
  

安全建议

不要使用ECB模式！它不是语义上安全的。您需要至少使用带有随机IV的CBC模式（检查它是否随机而不仅仅是零字节）。

更好的方法是通过添加HMAC标签来进行身份验证，例如使用加密-然后-MAC方法或简单地使用像GCM这样的经过身份验证的模式。

附加信息

如果您使用的不是ECB，则不能在两个版本中加密相同的内容并期望出现相同的密文。由于它是随机的，因此您需要在一个版本中加密并在另一个版本中解密以确保兼容性。

- Artjom B.