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B13_AesGcmNoPaddingRandomBase64String.java
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B13_AesGcmNoPaddingRandomBase64String.java
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package net.bplaced.javacrypto.symmetricencryption;
/*
* Herkunft/Origin: http://javacrypto.bplaced.net/
* Programmierer/Programmer: Michael Fehr
* Copyright/Copyright: frei verwendbares Programm (Public Domain)
* Copyright: This is free and unencumbered software released into the public domain.
* Lizenttext/Licence: <http://unlicense.org>
* getestet mit/tested with: Java Runtime Environment 8 Update 191 x64
* Datum/Date (dd.mm.jjjj): 15.11.2018
* Funktion: verschlüsselt einen Text im AESs GCM Modus kein Padding
* die Ausgabe erfolgt als Base64-kodierter String
* Function: encrypts a text string using AES GCM modus with no padding
* the output is decode as a Base64-string
*
* Sicherheitshinweis/Security notice
* Die Programmroutinen dienen nur der Darstellung und haben keinen Anspruch auf eine
* korrekte Funktion, insbesondere mit Blick auf die Sicherheit !
* Prüfen Sie die Sicherheit bevor das Programm in der echten Welt eingesetzt wird.
* The program routines just show the function but please be aware of the security part -
* check yourself before using in the real world !
*/
import java.io.UnsupportedEncodingException;
import java.security.InvalidAlgorithmParameterException;
import java.security.InvalidKeyException;
import java.security.NoSuchAlgorithmException;
import java.security.SecureRandom;
import java.util.Arrays;
import java.util.Base64;
import javax.crypto.BadPaddingException;
import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.IllegalBlockSizeException;
import javax.crypto.NoSuchPaddingException;
import javax.crypto.spec.GCMParameterSpec;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;
import javax.xml.bind.DatatypeConverter;
public class B13_AesGcmNoPaddingRandomBase64String {
public static void main(String[] args)
throws UnsupportedEncodingException, NoSuchAlgorithmException, NoSuchPaddingException, InvalidKeyException,
IllegalBlockSizeException, BadPaddingException, InvalidAlgorithmParameterException {
System.out.println(
"B13 AES im Betriebsmodus GCM Kein Padding mit Zufalls-GCM Nonce, Base64-Kodierung mit einem String");
// es werden ein paar variablen benötigt:
String plaintextString = "Dieses ist der super geheime Text";
byte[] plaintextByte = plaintextString.getBytes("UTF-8");
final int GCMNONCELENGTH = 12; // = 96 bit
String decryptedtextString = ""; // enthält später den entschlüsselten text
// diese konstanten und variablen benötigen wir zur ver- und entschlüsselung
// der schlüssel ist exakt 32 zeichen lang und bestimmt die stärke der
// verschlüsselung. mögliche schlüssellängen sind 16 byte (128 bit),
// 24 byte (192 bit) und 32 byte (256 bit)
final byte[] keyByte = "12345678901234567890123456789012".getBytes("UTF-8"); // 32 byte
// GENERATE random nonce (number used once)
final byte[] gcmNonceByte = new byte[GCMNONCELENGTH];
SecureRandom secureRandomGcm = new SecureRandom();
secureRandomGcm.nextBytes(gcmNonceByte);
// der verschluesselte (encrypted) text kommt in diese variable in form eines
// byte arrays
byte[] ciphertextByte = null; // die länge steht noch nicht fest, da sie von der größe des plaintextes abhängt
// der entschlüsselte (decrypted) text kommt in dieses byte array, welches
// später in einen string umkodiert wird
byte[] decryptedtextByte = null; // die länge steht noch nicht fest, da sie von der größe des plaintextes
// abhängt
// ab hier arbeiten wir nun im verschlüsselungsmodus
// umwandlung des klartextes in ein byte array
plaintextByte = plaintextString.getBytes("UTF-8");
// hier erfolgt nun die verschlüsselung des plaintextes
ciphertextByte = AesGcmNoPaddingEncrypt(plaintextByte, keyByte, gcmNonceByte);
// byte array aus gcmNonceByte und ciphertextByte erzeugen
byte[] gcmNonceCiphertextByte = new byte[(GCMNONCELENGTH + ciphertextByte.length)];
System.arraycopy(gcmNonceByte, 0, gcmNonceCiphertextByte, 0, GCMNONCELENGTH);
System.arraycopy(ciphertextByte, 0, gcmNonceCiphertextByte, GCMNONCELENGTH, ciphertextByte.length);
// byte array in einen base64-string umwandeln
String gcmNonceCiphertextString = Base64.getEncoder().encodeToString(gcmNonceCiphertextByte);
// ausgabe der daten
System.out.println("");
System.out.println("Klartextdaten verschlüsseln und als Base64-String anzeigen");
System.out.println("plaintextString :" + plaintextString);
System.out.println("plaintextByte (hex) :" + DatatypeConverter.printHexBinary(plaintextByte));
System.out.println("gcmNonceByte (hex) :" + DatatypeConverter.printHexBinary(gcmNonceByte));
System.out.println("keyByte (hex) :" + DatatypeConverter.printHexBinary(keyByte));
System.out.println("= = = Verschlüsselung = = =");
System.out.println("ciphertextByte (hex) :" + DatatypeConverter.printHexBinary(ciphertextByte));
System.out.println("= = = gcmNonceByte + ciphertextByte = = =");
System.out.println("gcmNonceCiphertextByte (hex) :" + DatatypeConverter.printHexBinary(gcmNonceCiphertextByte));
System.out.println("gcmNonceCiphertextString(B64):" + gcmNonceCiphertextString);
// ab hier arbeiten wir nun im entschlüsselungsmodus
// hier simulieren wir die eingabe des keybytes
final byte[] keyByteDecrypt = "12345678901234567890123456789012".getBytes("UTF-8"); // 32 byte
// hier simulieren wir den empfang der nachricht
String receivedMessageString = gcmNonceCiphertextString;
// umwandlung des base64-strings in ein byte array
byte[] gcmNonceCiphertextByteReceived = Base64.getDecoder().decode(receivedMessageString);
// aufteilung gcmNonce + ciphertext
byte[] gcmNonceByteReceived = Arrays.copyOfRange(gcmNonceCiphertextByteReceived, 0, GCMNONCELENGTH);
byte[] ciphertextByteReceived = Arrays.copyOfRange(gcmNonceCiphertextByteReceived, GCMNONCELENGTH,
gcmNonceCiphertextByteReceived.length);
// nun wird der ciphertext wieder entschlüsselt
decryptedtextByte = AesGcmNoPaddingDecrypt(ciphertextByteReceived, keyByteDecrypt, gcmNonceByteReceived);
// zurück-kodierung des byte array in text
decryptedtextString = new String(decryptedtextByte, "UTF-8");
// ausgabe der daten
System.out.println("");
System.out.println("= = = Erhaltene Daten = = = ");
System.out.println("receivedMessageString Base64 :" + receivedMessageString);
System.out.println(
"gcmNonceCiphertextByteR (hex):" + DatatypeConverter.printHexBinary(gcmNonceCiphertextByteReceived));
System.out.println("gcmNonceByteReceived (hex) :" + DatatypeConverter.printHexBinary(gcmNonceByteReceived));
System.out.println("ciphertextByteReceived (hex) :" + DatatypeConverter.printHexBinary(ciphertextByteReceived));
System.out.println("= = = geheimer Schlüssel = = =");
System.out.println("keyByteDecrypt (hex) :" + DatatypeConverter.printHexBinary(keyByteDecrypt));
System.out.println("= = = Entschlüsselung = = =");
System.out.println("decryptedtextByte (hex) :" + DatatypeConverter.printHexBinary(decryptedtextByte));
System.out.println("decryptedtextString :" + decryptedtextString);
}
public static byte[] AesGcmNoPaddingEncrypt(byte[] plaintextByte, byte[] keyByte, byte[] gcmNonceByte)
throws NoSuchAlgorithmException, NoSuchPaddingException, InvalidKeyException,
InvalidAlgorithmParameterException, IllegalBlockSizeException, BadPaddingException {
final int GCM_TAG_LENGTH = 128;
byte[] ciphertextByte = null;
// der schlüssel wird in die richtige form gebracht
SecretKeySpec keySpec = new SecretKeySpec(keyByte, "AES");
// statt eines initvectors wird ein gcm parameter benoetigt
GCMParameterSpec gcmSpec = new GCMParameterSpec(GCM_TAG_LENGTH, gcmNonceByte);
// die verschlüsselungsroutine wird mit dem gewünschten parameter erstellt
Cipher aesCipherEnc = Cipher.getInstance("AES/GCM/NoPadding");
// nun wird die routine mit dem schlüssel initialisiert
aesCipherEnc.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, keySpec, gcmSpec);
// hier erfolgt nun die verschlüsselung des plaintextes
ciphertextByte = aesCipherEnc.doFinal(plaintextByte);
return ciphertextByte;
}
public static byte[] AesGcmNoPaddingDecrypt(byte[] ciphertextByte, byte[] keyByte, byte[] gcmNonceByte)
throws NoSuchAlgorithmException, NoSuchPaddingException, InvalidKeyException,
InvalidAlgorithmParameterException, IllegalBlockSizeException, BadPaddingException {
final int GCM_TAG_LENGTH = 128;
byte[] decryptedtextByte = null;
// der schlüssel wird in die richtige form gebracht
SecretKeySpec keySpec = new SecretKeySpec(keyByte, "AES");
// statt eines initvectors wird ein gcm parameter benoetigt
GCMParameterSpec gcmSpec = new GCMParameterSpec(GCM_TAG_LENGTH, gcmNonceByte);
// die verschlüsselungsroutine wird mit dem gewünschten parameter erstellt
Cipher aesCipherDec = Cipher.getInstance("AES/GCM/NoPadding");
// nun wird die routine mit dem schlüssel initialisiert
aesCipherDec.init(Cipher.DECRYPT_MODE, keySpec, gcmSpec);
// hier erfolgt nun die verschlüsselung des plaintextes
decryptedtextByte = aesCipherDec.doFinal(ciphertextByte);
return decryptedtextByte;
}
}