Java 具有内联安全随机 IV 的 AES CBC - 生成相同的密文？

Question

我正在尝试内联我的 IV，这样我就可以在不知道初始 IV 的情况下解密我的消息，只知道密钥。

我生成我的密钥。我用 SecureRandom 生成我的 IV 我随机化了 IV 字节数组。（我用 iv+message 创建一条消息）最后，我用唯一的 IV 加密消息。

不出所料，如果我在接收端删除 IV，我可以解密消息。但是生成的密文总是一样的

我不知道这是为什么，还没有在网上找到解决方案。

下面是我的代码和输出。

谁能帮我理解这是为什么？

enter code 
  String mssg = "Hello hellow hello";
        byte[] key = "kljhn1234512345abcde123451234512".getBytes();
        SecretKeySpec spec = new SecretKeySpec(key, "AES");

        SecureRandom rand = new SecureRandom();
        for (int i = 0; i < 5; i++) {

            //
            //initialzize empty byte array for random IV

            byte[] iv = new byte[16];
            System.out.println("IV pre rand: " + Arrays.toString(iv));
            rand.nextBytes(iv); //RANDOMIZE
            System.out.println("IV POST rand: " + Arrays.toString(iv));

            //CONCATENTATE IV TO FRONT OF MESSAGE TO ENCRYPT
            //CONCATENATE MESSAGE TO END OF IV

            ByteArrayOutputStream bout = new ByteArrayOutputStream();
            try {
                bout.write(iv);
                bout.write(mssg.getBytes());
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }

            byte[] message = bout.toByteArray();

            try {

                //ENCRYPT USING RANDIMIZED IV.. THIS SHOULD RESULT IN NON EQUAL CIPHER TEXT FOR SAME MESSAGE.
                Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES/CBC/PKCS5Padding");
                cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, spec, new IvParameterSpec(iv));
                byte[] ct = cipher.doFinal(message);
                System.out.println("CIPHER TEXT: " + Arrays.toString(ct));

                //DECRYPT. AND USING A WRONG IV.
                cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, spec, new IvParameterSpec(new byte[16]));
                System.out.println("DECRYPTED: " + new String(cipher.doFinal(ct)));

            } catch (NoSuchAlgorithmException e) {
                e.printStackTrace();
            } catch (NoSuchPaddingException e) {
                e.printStackTrace();
            } catch (InvalidAlgorithmParameterException e) {
                e.printStackTrace();
            } catch (InvalidKeyException e) {
                e.printStackTrace();
            } catch (BadPaddingException e) {
                e.printStackTrace();
            } catch (IllegalBlockSizeException e) {
                e.printStackTrace();
            }


        }

这里

并且输出：

迭代 1 IV pre rand: [0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0]

IV POST rand: [13, 68, 83, 113, 86, 48, 50, -71, -75, -25, 56, 100, -25, 34, -27, - 23]

密文：[-102, -52, -21, -92, -85, 119, -10, -18, -52, 0, -39, -19, 11, -83, 70, 44, 101, -92, -93, -60, 4, 73, -17, 73, -58, 119, 81, 66, -114, 54, -107, -83, 11, 42, -92, 121 , -15, -61, 92, 83, 24, 10, 89, -21, 110, 100, 116, 119]

已解密：��你好你好

迭代 2： IV pre rand: [0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0]

IV POST rand: [90, 115, 91, 124, 27, -80, -32, -46, -66, -50, -85, 43, 34, -18, - 74, -3]

密文：[-102, -52, -21, -92, -85, 119, -10, -18, -52, 0, -39, -19, 11, -83, 70, 44, 101, -92, -93, -60, 4, 73, -17, 73, -58, 119, 81, 66, -114, 54, -107, -83, 11, 42, -92, 121 , -15, -61, 92, 83, 24, 10, 89, -21, 110, 100, 116, 119]

已解密：��你好你好

迭代 3

IV 前值：[0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0]

IV POST rand: [113, 112, 9, 47, -125, -4, 80, 10, -97, 44, 42, 90, -58, -44, -46, 17]

密文：[-102, -52, -21, -92, -85, 119, -10, -18, -52, 0, -39, -19, 11, -83, 70, 44, 101, -92, -93, -60, 4, 73, -17, 73, -58, 119, 81, 66, -114, 54, -107, -83, 11, 42, -92, 121 , -15, -61, 92, 83, 24, 10, 89, -21, 110, 100, 116, 119]

已解密：��你好你好

Answer 1

如果您查看 the nice picture in Wikipedia of how CBC works，您会发现通过将 IV 放在 CBC 明文的开头，您实际上取消了 IV 并破坏了它旨在提供的语义安全性。具体来说，使用 CBC 加密可以：

将 IV 与第一个明文块进行异或，并将其加密为第一个密文块。由于您将第一个明文块制作为 IV 的副本，因此这始终会加密零块并每次都产生相同的结果。
将第一个密文块与第二个明文块（这里是你搞砸之前的实际明文）进行异或，并将其加密为第二个密文块。由于您将第一个密文块设置为固定值，并且在您的测试中实际明文是相同的，因此每次都会产生相同的结果。
等等等等

做你应该做的事：

用（秘密）密钥和（随机）IV 加密 actual 明文，然后将 IV 与密文用于传输；连接是一种简单的方法，但不是唯一的方法
在接收时将 IV 从密文中拆分或分离，并使用（秘密）密钥和（随机但可见的）IV 解密密文

Java 具有内联安全随机 IV 的 AES CBC - 生成相同的密文？

Java AES CBC with Inline Secure Random IV - Produces same Cipher text?

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