ファイルの暗号化と復号化はJavaでは機能しません[重複]

Dec 15 2020

largefile.mp4最も効率的に呼び出された大きなビデオファイルを暗号化してから再度復号化したいのですが、期待どおりに機能していません。

実際にはエラーはなく、ファイルが生成されます。ただし、新しく生成されたファイルはメインファイルよりも小さすぎます。

ここでlargefile.mp4は100mbですnewEncryptedFile.txtが、107kbで、newDecryptedFile.mp4210バイトです。

何が問題ですか ?

package fileenc;

import javax.crypto.*;
import javax.crypto.spec.IvParameterSpec;
import java.io.*;
import java.security.InvalidAlgorithmParameterException;
import java.security.InvalidKeyException;
import java.security.Key;
import java.security.NoSuchAlgorithmException;

public class FileEncrypterDecrypter {
    
    SecretKey key;
    Cipher cipher;
    
    public FileEncrypterDecrypter() {
        
        try {
            
            KeyGenerator keygen = KeyGenerator.getInstance("AES");
            
            key = keygen.generateKey();
            
            cipher = Cipher.getInstance("AES/ECB/PKCS5Padding");
            
        } catch (NoSuchAlgorithmException | NoSuchPaddingException e) {
            
            System.out.println(e);
        }
        
    }
    
    public boolean fileEncrypt(String plainFile) {
        
        try (BufferedInputStream fis = new BufferedInputStream(new FileInputStream(plainFile))){
                        
            
            
            cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key);
            FileOutputStream fs = new FileOutputStream("newEncryptedFile.txt");
            CipherOutputStream out = new CipherOutputStream(fs, cipher);
            
            
            byte[] byteSize = new byte[1024];
            
            int numberOfBytedRead;
            
            while ( (numberOfBytedRead = fis.read(byteSize)) != -1 ) {
                out.write(numberOfBytedRead);
            }
            
            fis.close();
            out.flush();
            out.close();
            
            
            System.out.println("Encryption done...");
            
            return true;
            
        } catch (IOException | InvalidKeyException e) {
            
        }
        
        return false;
    }
    
    public boolean fileDecrypt(String encryptedFile) {
    
        try (BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream("newDecryptedFile.mp4"))){
            
            cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key);
            FileInputStream fis = new FileInputStream(encryptedFile);
            CipherInputStream in = new CipherInputStream(fis, cipher);
            
            
            
            byte[] byteSize = new byte[1024];
            
            int numberOfBytedRead;
            
            while ( (numberOfBytedRead = in.read(byteSize)) != -1) {
                bos.write(numberOfBytedRead);
            }
            
            System.out.println("Decryption done...");
            
            
            bos.flush();
            bos.close();
            in.close();
            
            return true;
            
        } catch (IOException | InvalidKeyException e) {
            
        }
        
        return false;
    }
    
    public static void main(String[] args) throws FileNotFoundException, IOException {
            
        
        FileEncrypterDecrypter fed = new FileEncrypterDecrypter();
        
        fed.fileEncrypt("largefile.mp4"); // about 100 mb
        fed.fileDecrypt("newEncryptedFile.txt");
        
        
    }
}

回答

1 MichaelFehr Dec 15 2020 at 17:06

新しいプロジェクトで使用されなくなったUNSECUREモードのECBを使用しているため、コードを検査しなかったことをお詫び申し上げます

以下に、CBCモードのAESを使用したファイルの暗号化と復号化のサンプルコードを示します。プログラムは、暗号化と復号化のためのランダムキーを生成し(より良いストレージのためにbase64エンコーディングのキーがない)、暗号化されたファイルの先頭に書き込まれるランダム初期化ベクトル(IV)を生成します。

復号化の場合、最初の16バイトは暗号化されていないデータとして読み取られ、他のすべてのデータは復号化ストリームを通過します。

暗号化は、CipherOutput- / InputStreamの親切な助けを借りて、8192バイトのチャンクで行われます。

セキュリティ警告:コードには例外処理はなく、教育目的のみです。セキュリティを強化するために、認証済み暗号化に変更する場合があることに注意してください(たとえば、HMACで保護するかGCMモードを使用します)。

出力:

AES CBC 256 file encryption with CipherOutputStream
encryption key in base64 encoding: vTsd0E8MX3arfLRFjxZ58FSjkKxKYe32+rT5zCnJPVY=
result encryption: true
result decryption: true

コード:

import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.CipherInputStream;
import javax.crypto.CipherOutputStream;
import javax.crypto.NoSuchPaddingException;
import javax.crypto.spec.IvParameterSpec;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;
import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.security.InvalidAlgorithmParameterException;
import java.security.InvalidKeyException;
import java.security.NoSuchAlgorithmException;
import java.security.SecureRandom;
import java.util.Base64;

public class AesCbcEncryptionWithRandomKeyCipherOutputStreamSoExample {
    public static void main(String[] args) throws NoSuchPaddingException, NoSuchAlgorithmException, IOException,
            InvalidKeyException, InvalidAlgorithmParameterException {
        System.out.println("AES CBC 256 file encryption with CipherOutputStream");
        String uncryptedFilename = "plaintext.txt";
        String encryptedFilename = "encrypted.enc";
        String decryptedFilename = "decrypted.txt";

        // generate random aes 256 key
        byte[] encryptionKey = new byte[32];
        SecureRandom secureRandom = new SecureRandom();
        secureRandom.nextBytes(encryptionKey);
        System.out.println("encryption key in base64 encoding: " + base64Encoding(encryptionKey));
        boolean result;
        // encryption
        result = encryptCbcFileBufferedCipherOutputStream(uncryptedFilename, encryptedFilename, encryptionKey);
        System.out.println("result encryption: " + result);
        // decryption
        result = decryptCbcFileBufferedCipherInputStream(encryptedFilename, decryptedFilename, encryptionKey);
        System.out.println("result decryption: " + result);
    }

    public static boolean encryptCbcFileBufferedCipherOutputStream(String inputFilename, String outputFilename, byte[] key)
            throws IOException, NoSuchPaddingException, NoSuchAlgorithmException, InvalidKeyException, InvalidAlgorithmParameterException {
        // generate random iv
        SecureRandom secureRandom = new SecureRandom();
        byte[] iv = new byte[16];
        secureRandom.nextBytes(iv);
        Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES/CBC/PKCS5Padding");
        try (FileInputStream in = new FileInputStream(inputFilename);
             FileOutputStream out = new FileOutputStream(outputFilename);
             CipherOutputStream encryptedOutputStream = new CipherOutputStream(out, cipher);) {
            out.write(iv);
            SecretKeySpec secretKeySpec = new SecretKeySpec(key, "AES");
            IvParameterSpec ivParameterSpec = new IvParameterSpec(iv);
            cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secretKeySpec, ivParameterSpec);
            byte[] buffer = new byte[8096];
            int nread;
            while ((nread = in.read(buffer)) > 0) {
                encryptedOutputStream.write(buffer, 0, nread);
            }
            encryptedOutputStream.flush();
        }
        if (new File(outputFilename).exists()) {
            return true;
        } else {
            return false;
        }
    }

    public static boolean decryptCbcFileBufferedCipherInputStream(String inputFilename, String outputFilename, byte[] key) throws
            IOException, NoSuchPaddingException, NoSuchAlgorithmException, InvalidKeyException, InvalidAlgorithmParameterException {
        byte[] iv = new byte[16];
        Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES/CBC/PKCS5Padding");
        try (FileInputStream in = new FileInputStream(inputFilename);
             CipherInputStream cipherInputStream = new CipherInputStream(in, cipher);
             FileOutputStream out = new FileOutputStream(outputFilename))
        {
            byte[] buffer = new byte[8192];
            in.read(iv);
            SecretKeySpec secretKeySpec = new SecretKeySpec(key, "AES");
            IvParameterSpec ivParameterSpec = new IvParameterSpec(iv);
            cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, secretKeySpec, ivParameterSpec);
            int nread;
            while ((nread = cipherInputStream.read(buffer)) > 0) {
                out.write(buffer, 0, nread);
            }
            out.flush();
        }
        if (new File(outputFilename).exists()) {
            return true;
        } else {
            return false;
        }
    }

    private static String base64Encoding(byte[] input) {
        return Base64.getEncoder().encodeToString(input);
    }
}