（Java）使用三重数据加密算法（TDEA）进行密钥包装，用于已知答案测试（KAT）

我正在为密钥包装做一个已知答案测试，我正在寻找正确的算法或实现。 如“官方”测试中所述（） 我想使用三重数据加密算法（TDEA），所以我正在使用NIST的官方测试向量 （在此处获取测试向量集：） 在文件“TKW_AE.txt”中，K是密钥，P是要包装的密钥（“明文”），C是加密/包装的密文（“输出”）：

我的实现似乎可以工作，因为它将明文（要包装的密钥）打包，并将密文解压缩到原始密钥，但在运行 使用相同的密钥（“K”）和明文（“P”）进行测试，我在密文上得到了不同的结果，这是因为用于算法“DESedeWrap”的随机IV

我的问题：如何设置包装/展开密码以符合“官方”测试向量结果（在我的示例中，密文（“C”）需要“7A72BBCA3a323AA1AC231BA”的输出）。

这是一个结果：

TDEA KeyWrapping with Java version: 11.0.6+8-b520.43
pt        : ef7da3da918d0679
ctExpected: 7a72bbca3aa323aa1ac231ba
ct JCE    : 77d34a462f7e1fc628692ef05be251b4d8838510fe3d019b
dt JCE    : ef7da3da918d0679
ct JCE 2  : 23aa07d07bd21c3aaf6e23cbbf00cf2b3c2d140b4668f7ec
dt JCE 2  : ef7da3da918d0679

源代码：

import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.IllegalBlockSizeException;
import javax.crypto.NoSuchPaddingException;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;
import java.security.InvalidKeyException;
import java.security.Key;
import java.security.NoSuchAlgorithmException;

public class KeyWrappingTDEA {
    public static void main(String[] args) throws NoSuchPaddingException, NoSuchAlgorithmException, InvalidKeyException, IllegalBlockSizeException {
        System.out.println("\nTDEA KeyWrapping with Java version: " + Runtime.version());

        // testvector from TKW_AE.txt
        // testvectors: https://csrc.nist.gov/CSRC/media/Projects/Cryptographic-Algorithm-Validation-Program/documents/mac/kwtestvectors.zip
        byte[] key = hexStringToByteArray("12b84c663120c196f8fc17428bc86a110d92cc7c4d3cb695");
        byte[] pt =  hexStringToByteArray("ef7da3da918d0679");
        byte[] ctExp =  hexStringToByteArray("7a72bbca3aa323aa1ac231ba");
        byte[] ct;
        Key dt;
        System.out.println("pt        : " + bytesToHex(pt));
        System.out.println("ctExpected: " + bytesToHex(ctExp));

        // jce
        SecretKeySpec keySpecJce = new SecretKeySpec(key, "TripleDES");
        Cipher tdesCipherJce = Cipher.getInstance("DESedeWrap");
        tdesCipherJce.init(Cipher.WRAP_MODE, keySpecJce);
        SecretKeySpec wrapkeySpecJce = new SecretKeySpec(pt, "DES");
        ct = tdesCipherJce.wrap(wrapkeySpecJce);
        System.out.println("ct JCE    : " + bytesToHex(ct));
        // unwrap for demonstration of a working implementation
        tdesCipherJce.init(Cipher.UNWRAP_MODE, keySpecJce);
        dt = tdesCipherJce.unwrap(ct, "DES", Cipher.SECRET_KEY);
        System.out.println("dt JCE    : " + bytesToHex(dt.getEncoded()));

        // jce 2
        SecretKeySpec keySpecJce2 = new SecretKeySpec(key, "TripleDES");
        Cipher tdesCipherJce2 = Cipher.getInstance("DESedeWrap");
        tdesCipherJce2.init(Cipher.WRAP_MODE, keySpecJce2);
        SecretKeySpec wrapkeySpecJce2 = new SecretKeySpec(pt, "DES");
        ct = tdesCipherJce2.wrap(wrapkeySpecJce2);
        System.out.println("ct JCE 2  : " + bytesToHex(ct));
        // unwrap for demonstration of a working implementation
        tdesCipherJce2.init(Cipher.UNWRAP_MODE, keySpecJce2);
        dt = tdesCipherJce2.unwrap(ct, "DES", Cipher.SECRET_KEY);
        System.out.println("dt JCE 2  : " + bytesToHex(dt.getEncoded()));

    }

    private static String bytesToHex(byte[] bytes) {
        StringBuffer result = new StringBuffer();
        for (byte b : bytes) result.append(Integer.toString((b & 0xff) + 0x100, 16).substring(1));
        return result.toString();
    }

    public static byte[] hexStringToByteArray(String s) {
        int len = s.length();
        byte[] data = new byte[len / 2];
        for (int i = 0; i < len; i += 2) {
            data[i / 2] = (byte) ((Character.digit(s.charAt(i), 16) << 4)
                    + Character.digit(s.charAt(i + 1), 16));
        }
        return data;
    }
}

导入javax.crypto.Cipher；
导入javax.crypto.IllegalBlockSizeException；
导入javax.crypto.NoSuchPaddingException；
导入javax.crypto.spec.SecretKeySpec；
导入java.security.InvalidKeyException；
导入java.security.Key；
导入java.security.NoSuchAlgorithmException；
公共类keywrappingdea{
publicstaticvoidmain（字符串[]args）抛出NoSuchPaddingException、NoSuchAlgorithmException、InvalidKeyException、IllegalBlockSizeException{
System.out.println（“\nTDEA键包装，Java版本：“+Runtime.version（）”）；
//来自TKW_AE.txt的测试向量
//测试向量：https://csrc.nist.gov/CSRC/media/Projects/Cryptographic-Algorithm-Validation-Program/documents/mac/kwtestvectors.zip
字节[]键=hexStringToByteArray（“12b84c663120c196f8fc17428bc86a110d92cc7c4d3cb695”）；
字节[]pt=hexStringToByteArray（“ef7da3da918d0679”）；
字节[]ctExp=hexStringToByteArray（“7a72bbca3aa323aa1ac231ba”）；
字节[]ct；
键dt；
System.out.println（“pt:+bytesToHex（pt））；
System.out.println（“ctExpected:+bytesToHex（ctExp））；
//jce
SecretKeySpec keySpecJce=新的SecretKeySpec（键，“三元组”）；
Cipher tdesCipherJce=Cipher.getInstance（“DESedeWrap”）；
tdesCipherJce.init（Cipher.WRAP_模式，keySpecJce）；
SecretKeySpec wrapkeySpecJce=新的SecretKeySpec（pt，“DES”）；
ct=tdesCipherJce.wrap（wrapkeySpecJce）；
System.out.println（“ct JCE:+bytesToHex（ct））；
//展开以演示工作实现
tdesCipherJce.init（Cipher.UNWRAP_模式，keySpecJce）；
dt=tdesCipherJce.unwrap（ct，“DES”，Cipher.SECRET_KEY）；
System.out.println（“dt JCE:+bytesToHex（dt.getEncoded（）））；
//jce 2
SecretKeySpec keySpecJce2=新的SecretKeySpec（键，“三元组”）；
Cipher tdesCipherJce2=Cipher.getInstance（“DESedeWrap”）；
tdesCipherJce2.init（Cipher.WRAP_模式，keySpecJce2）；
SecretKeySpec wrapkeySpecJce2=新的SecretKeySpec（pt，“DES”）；
ct=tdesCipherJce2.wrap（wrapkeySpecJce2）；
System.out.println（“ct JCE 2:+bytesToHex（ct））；
//展开以演示工作实现
tdesCipherJce2.init（Cipher.UNWRAP_模式，keySpecJce2）；
dt=tdesCipherJce2.unwrap（ct，“DES”，Cipher.SECRET_KEY）；
System.out.println（“dtjce2:+bytesToHex（dt.getEncoded（）））；
}
私有静态字符串bytesToHex（字节[]字节）{
StringBuffer结果=新的StringBuffer（）；
for（byte b:bytes）result.append（Integer.toString（（b&0xff）+0x100，16）.子字符串（1））；
返回result.toString（）；
}
公共静态字节[]hexStringToByteArray（字符串s）{
int len=s.length（）；
字节[]数据=新字节[len/2]；
对于（int i=0；i数据[i/2]=（字节）（（Character.digit（s.charAt（i），16））是我，还是NIST文档引用的RFC与Java算法规范不同？输出的大小也不正确。@Maarten:我开始了使用AESWrap的密钥封装体验，并且使用SunJce“AESWrap”时，所有这些都能很好地完成。不幸的是，我找不到任何没有随机initvector且密文输出长度为（plaintextlength+4字节）的TDEAWrap算法，如NIST testvectors所示。对于Bouncy Castle，有一个可用的“Desederfc321WRAP”算法，但我得到的密文输出长度为（plaintextlength+8）.对NIST一致性算法有什么想法吗？不幸的是，我没有。我甚至没有使用过密钥包装机制一次，我也不赞成它们。对于AES，我会使用AES-GCM-SIV，但对于TDEA这样的8字节分组密码，这是不可用的。@Maarten：这是离题的-AES-GCM-SIV使用哪个库（我成功地运行了一些测试）？是否有计划在未来向Bouncy Castle添加AES-GCM-SIV）？我目前不支持。最好在Bouncy castle dev邮件列表中询问Bouncy是否支持。但老实说，如果他们能够获得源代码提交，他们会更加感激。是我，还是NIST文档引用的RFC与Java算法规范不同？输出的大小也不正确。@Maarten:我开始了我的研究AESWrap的密钥封装经验以及SunJce“AESWrap”的开箱即用性都很好。不幸的是，如果没有随机初始向量和密文输出长度（明文长度+4字节），我找不到TDEAWrap的任何算法，如NIST测试向量所示。对于Bouncy Castle，有一个“Desederfc321wrap”算法可用，但我得到了一个密文输出长度（plaintextlength+8）。对NIST一致算法有什么想法吗？不幸的是，我没有。我甚至没有使用过密钥包装机制一次，我也不赞成它们。对于AES，我会使用AES-GCM-SIV，但那不是
import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.IllegalBlockSizeException;
import javax.crypto.NoSuchPaddingException;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;
import java.security.InvalidKeyException;
import java.security.Key;
import java.security.NoSuchAlgorithmException;

public class KeyWrappingTDEA {
    public static void main(String[] args) throws NoSuchPaddingException, NoSuchAlgorithmException, InvalidKeyException, IllegalBlockSizeException {
        System.out.println("\nTDEA KeyWrapping with Java version: " + Runtime.version());

        // testvector from TKW_AE.txt
        // testvectors: https://csrc.nist.gov/CSRC/media/Projects/Cryptographic-Algorithm-Validation-Program/documents/mac/kwtestvectors.zip
        byte[] key = hexStringToByteArray("12b84c663120c196f8fc17428bc86a110d92cc7c4d3cb695");
        byte[] pt =  hexStringToByteArray("ef7da3da918d0679");
        byte[] ctExp =  hexStringToByteArray("7a72bbca3aa323aa1ac231ba");
        byte[] ct;
        Key dt;
        System.out.println("pt        : " + bytesToHex(pt));
        System.out.println("ctExpected: " + bytesToHex(ctExp));

        // jce
        SecretKeySpec keySpecJce = new SecretKeySpec(key, "TripleDES");
        Cipher tdesCipherJce = Cipher.getInstance("DESedeWrap");
        tdesCipherJce.init(Cipher.WRAP_MODE, keySpecJce);
        SecretKeySpec wrapkeySpecJce = new SecretKeySpec(pt, "DES");
        ct = tdesCipherJce.wrap(wrapkeySpecJce);
        System.out.println("ct JCE    : " + bytesToHex(ct));
        // unwrap for demonstration of a working implementation
        tdesCipherJce.init(Cipher.UNWRAP_MODE, keySpecJce);
        dt = tdesCipherJce.unwrap(ct, "DES", Cipher.SECRET_KEY);
        System.out.println("dt JCE    : " + bytesToHex(dt.getEncoded()));

        // jce 2
        SecretKeySpec keySpecJce2 = new SecretKeySpec(key, "TripleDES");
        Cipher tdesCipherJce2 = Cipher.getInstance("DESedeWrap");
        tdesCipherJce2.init(Cipher.WRAP_MODE, keySpecJce2);
        SecretKeySpec wrapkeySpecJce2 = new SecretKeySpec(pt, "DES");
        ct = tdesCipherJce2.wrap(wrapkeySpecJce2);
        System.out.println("ct JCE 2  : " + bytesToHex(ct));
        // unwrap for demonstration of a working implementation
        tdesCipherJce2.init(Cipher.UNWRAP_MODE, keySpecJce2);
        dt = tdesCipherJce2.unwrap(ct, "DES", Cipher.SECRET_KEY);
        System.out.println("dt JCE 2  : " + bytesToHex(dt.getEncoded()));

    }

    private static String bytesToHex(byte[] bytes) {
        StringBuffer result = new StringBuffer();
        for (byte b : bytes) result.append(Integer.toString((b & 0xff) + 0x100, 16).substring(1));
        return result.toString();
    }

    public static byte[] hexStringToByteArray(String s) {
        int len = s.length();
        byte[] data = new byte[len / 2];
        for (int i = 0; i < len; i += 2) {
            data[i / 2] = (byte) ((Character.digit(s.charAt(i), 16) << 4)
                    + Character.digit(s.charAt(i + 1), 16));
        }
        return data;
    }
}