如何解决Kotlin ECC加密
关于Kotlin中的椭圆曲线加密的信息吗?
用于生成密钥对以及加密,解密消息。
关于该主题的信息很少甚至没有。
例如,我要实现ECC P-521椭圆曲线。
是否可以在Kotlin中使用Java版本?
我们如何实现呢?
解决方法
ECC提供ECIES,一种混合加密方案,将基于ECC的非对称加密与对称加密相结合。在此生成一个共享机密,从中导出用于数据对称加密的密钥。 MAC用于身份验证。 ECIES在各种加密标准中都有规定。可以在here中找到更多详细信息。
ECIES使用您在问题中列出的组件(通过ECC共享的机密,对称加密,用于身份验证的MAC)。但是,具体算法取决于所使用的标准或实现,因此您无法直接控制它们。如果这对您足够,则ECIES将是一个不错的选择。
支持ECIES,例如由BouncyCastle负责,它实现了IEEE P 1363a标准。要使用ECIES,因此必须首先添加BouncyCastle(例如,对于app / gradle的“依赖项”部分中的Android Studio),另请参见here:
implementation 'org.bouncycastle:bcprov-jdk15to18:1.67'
然后,以下Kotlin代码使用ECIES和NIST P-521执行加密/解密:
// Add BouncyCastle
Security.removeProvider("BC")
Security.addProvider(BouncyCastleProvider())
// Key Pair Generation
val keyPairGenerator = KeyPairGenerator.getInstance("ECDH")
keyPairGenerator.initialize(ECGenParameterSpec("secp521r1"))
val keyPair = keyPairGenerator.generateKeyPair()
// Encryption
val plaintext = "The quick brown fox jumps over the lazy dog".toByteArray(StandardCharsets.UTF_8)
val cipherEnc = Cipher.getInstance("ECIES")
cipherEnc.init(Cipher.ENCRYPT_MODE,keyPair.public) // In practice,the public key of the recipient side is used
val ciphertext = cipherEnc.doFinal(plaintext)
// Decryption
val cipherDec = Cipher.getInstance("ECIES")
cipherDec.init(Cipher.DECRYPT_MODE,keyPair.private)
val decrypted = cipherDec.doFinal(ciphertext)
println(String(decrypted,StandardCharsets.UTF_8))
通过API级别28 / Android 9 Pie测试。
如果您想更好地控制所使用的算法,则可以手动实现各个组件,例如
- 使用NIST P-521的ECDH确定共享秘密
- SHA-512将AES-256密钥确定为哈希的前32个字节(另请参见here,如在ECIES中使用KDF)
- 用于对称加密的AES-256 / GCM(GCM已通过身份验证,因此不需要显式MAC)
然后,以下Kotlin代码使用这些组件执行加密/解密:
// Generate Keys
val keyPairA = generateKeyPair()
val keyPairB = generateKeyPair()
// Generate shared secrets
val sharedSecretA = getSharedSecret(keyPairA.private,keyPairB.public)
val sharedSecretB = getSharedSecret(keyPairB.private,keyPairA.public)
// Generate AES-keys
val aesKeyA = getAESKey(sharedSecretA)
val aesKeyB = getAESKey(sharedSecretB)
// Encryption (WLOG by A)
val plaintextA = "The quick brown fox jumps over the lazy dog".toByteArray(StandardCharsets.UTF_8)
val ciphertextA = encrypt(aesKeyA,plaintextA)
// Decryption (WLOG by B)
val plaintextB = decrypt(aesKeyB,ciphertextA)
println(String(plaintextB,StandardCharsets.UTF_8))
具有:
private fun generateKeyPair(): KeyPair {
val keyPairGenerator = KeyPairGenerator.getInstance("EC")
keyPairGenerator.initialize(ECGenParameterSpec("secp521r1"))
return keyPairGenerator.generateKeyPair()
}
private fun getSharedSecret(privateKey: PrivateKey,publicKey: PublicKey): ByteArray {
val keyAgreement = KeyAgreement.getInstance("ECDH")
keyAgreement.init(privateKey)
keyAgreement.doPhase(publicKey,true)
return keyAgreement.generateSecret()
}
private fun getAESKey(sharedSecret: ByteArray): ByteArray {
val digest = MessageDigest.getInstance("SHA-512")
return digest.digest(sharedSecret).copyOfRange(0,32)
}
private fun encrypt(aesKey: ByteArray,plaintext: ByteArray): ByteArray {
val secretKeySpec = SecretKeySpec(aesKey,"AES")
val iv = ByteArray(12) // Create random IV,12 bytes for GCM
SecureRandom().nextBytes(iv)
val gCMParameterSpec = GCMParameterSpec(128,iv)
val cipher = Cipher.getInstance("AES/GCM/NoPadding")
cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE,secretKeySpec,gCMParameterSpec)
val ciphertext = cipher.doFinal(plaintext)
val ivCiphertext = ByteArray(iv.size + ciphertext.size) // Concatenate IV and ciphertext (the MAC is implicitly appended to the ciphertext)
System.arraycopy(iv,ivCiphertext,iv.size)
System.arraycopy(ciphertext,iv.size,ciphertext.size)
return ivCiphertext
}
private fun decrypt(aesKey: ByteArray,ivCiphertext: ByteArray): ByteArray {
val secretKeySpec = SecretKeySpec(aesKey,"AES")
val iv = ivCiphertext.copyOfRange(0,12) // Separate IV
val ciphertext = ivCiphertext.copyOfRange(12,ivCiphertext.size) // Separate ciphertext (the MAC is implicitly separated from the ciphertext)
val gCMParameterSpec = GCMParameterSpec(128,iv)
val cipher = Cipher.getInstance("AES/GCM/NoPadding")
cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE,gCMParameterSpec)
return cipher.doFinal(ciphertext)
}
再次使用API级别28 / Android 9 Pie测试。
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