नमस्कार, हेब्र! मैं आपके लिए जकोब जेनकोव द्वारा दूसरे लेख "जावा सिफर" के अनुवाद को शुरुआती लेखों की एक श्रृंखला से प्रस्तुत करता हूं जो जावा में क्रिप्टोग्राफी की मूल बातें सीखना चाहते हैं।

सामग्री की तालिका:

जावा सिफर (सिफर)

जावा सिफर क्लास ( javax.crypto.Cipher ) एक एन्क्रिप्शन एल्गोरिथ्म है। "सिफर" शब्द क्रिप्टोग्राफी की दुनिया में एक एन्क्रिप्शन एल्गोरिथ्म के लिए एक मानक शब्द है। यही कारण है कि जावा वर्ग को सिफर कहा जाता है, न कि एनक्रिप्टर / डिक्रिप्टर या कुछ और। जावा में डेटा को एन्क्रिप्ट और डिक्रिप्ट करने के लिए आप सिफर इंस्टेंस का उपयोग कर सकते हैं। यह अध्याय बताता है कि सिफर वर्ग कैसे काम करता है।

सिफर क्रिएशन

सिफर का उपयोग करने से पहले, आपको अपने getInstance () पद्धति को एक पैरामीटर के साथ सिपहर वर्ग का एक उदाहरण बनाना होगा जो यह दर्शाता है कि आप किस प्रकार के एन्क्रिप्शन एल्गोरिथ्म का उपयोग करना चाहते हैं। यहाँ एक जावा सिफर उदाहरण बनाने का एक उदाहरण दिया गया है:

Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES");

यह उदाहरण एईएस एन्क्रिप्शन एल्गोरिथ्म का उपयोग करके सिफर का एक उदाहरण बनाता है।

एन्क्रिप्शन मोड

कुछ एन्क्रिप्शन एल्गोरिदम विभिन्न मोड में काम कर सकते हैं। एन्क्रिप्शन मोड इस बात का विवरण निर्धारित करता है कि डेटा कैसे एन्क्रिप्ट किया जाएगा। इस प्रकार, एन्क्रिप्शन मोड एन्क्रिप्शन एल्गोरिदम को आंशिक रूप से प्रभावित करता है। एन्क्रिप्शन मोड कभी-कभी कई अलग-अलग एन्क्रिप्शन एल्गोरिदम में उपयोग किया जा सकता है - एक विधि के रूप में जो मुख्य एन्क्रिप्शन एल्गोरिथ्म में जोड़ा जाता है। यही कारण है कि मोड को एन्क्रिप्शन एल्गोरिदम से अलग से माना जाता है, बल्कि एन्क्रिप्शन एल्गोरिदम के "परिवर्धन" के रूप में। यहाँ कुछ प्रसिद्ध एन्क्रिप्शन मोड हैं:

EBC - इलेक्ट्रॉनिक कोडबुक (इलेक्ट्रॉनिक कोडबुक मोड )
सीबीसी - सिफर ब्लॉक चेनिंग
CFB - सिफर फीडबैक (सिफर फीडबैक मोड )
ओएफबी - आउटपुट फीडबैक
CTR - काउंटर (काउंटर मोड )

सिफर का एक उदाहरण बनाते समय, आप इसके मोड को एन्क्रिप्शन एल्गोरिथम के नाम से जोड़ सकते हैं। ब्लॉक युग्मन मोड - सिफर ब्लॉक चेनिंग (सीबीसी) का उपयोग करके एईएस सिफर का एक उदाहरण बनाने के लिए, आप यह कर सकते हैं:

 Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES/CBC/PKCS5Padding");

चूंकि एन्क्रिप्शन ब्लॉकों के युग्मन मोड के लिए "पेडिंग स्कीम" की आवश्यकता होती है, इसलिए एन्क्रिप्शन एल्गोरिथम नाम के स्ट्रिंग के अंत में पैडिंग स्कीम ( PKCS5Padding ) को जोड़ा जाता है।
यह जानना महत्वपूर्ण है कि सभी एन्क्रिप्शन एल्गोरिदम और मोड जावा एसडीके एन्क्रिप्शन प्रदाता द्वारा डिफ़ॉल्ट रूप से समर्थित नहीं हैं। आवश्यक मोड और भरण पैटर्न के साथ आपको आवश्यक सिफर उदाहरण बनाने के लिए, आपको तृतीय-पक्ष प्रदाता को स्थापित करने की आवश्यकता हो सकती है, जैसे कि बर्सी कैसल।

सिफर इनिशियलाइज़ेशन

एक सिफर उदाहरण का उपयोग करने से पहले, इसे आरंभीकृत किया जाना चाहिए। इसके init () विधि को कॉल करके सिफर को इनिशियलाइज़ किया जाता है। Init () विधि दो पैरामीटर लेती है:

शासन
कुंजी

एन्क्रिप्शन मोड में एक सिफर उदाहरण को आरम्भ करने का एक उदाहरण:

 Key key = ... // /    cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key);

और यहाँ पहले से डिक्रिप्शन मोड में एक सिफर उदाहरण को इनिशियलाइज़ करने का एक उदाहरण है:

 Key key = ... ///    cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key);

डेटा एन्क्रिप्शन और डिक्रिप्शन

सिफर उदाहरण का उपयोग करके डेटा को एन्क्रिप्ट या डिक्रिप्ट करने के लिए, इन दो विधियों में से एक को कहा जाता है:

update()
doFinal()

अद्यतन () और doFinal () विधियों के कई ओवरराइड संस्करण हैं जो विभिन्न मापदंडों को लेते हैं। यहां सबसे अधिक उपयोग किए जाने पर विचार करें। यदि आपको डेटा के एक ब्लॉक को एन्क्रिप्ट या डिक्रिप्ट करने की आवश्यकता है, तो डेटा को एन्क्रिप्ट या डिक्रिप्ट करने के लिए बस doFinal () को कॉल करें। एक उदाहरण:

 byte[] plainText = "abcdefghijklmnopqrstuvwxyz".getBytes("UTF-8"); byte[] cipherText = cipher.doFinal(plainText);

वास्तव में, कोड डेटा डिक्रिप्शन के मामले में लगभग समान दिखता है। बस याद रखें कि सिफर उदाहरण को डिक्रिप्शन मोड में आरंभीकृत किया जाना चाहिए। यहाँ सिफरटेक्स्ट के एक ब्लॉक का डिक्रिप्शन कैसा दिखता है:

 byte[] plainText = cipher.doFinal(cipherText);

यदि आपको कई ब्लॉक में विभाजित एक बड़ी फ़ाइल को एन्क्रिप्ट या डिक्रिप्ट करने की आवश्यकता है, तो प्रत्येक डेटा ब्लॉक के लिए एक बार अपडेट () कहा जाता है और अंतिम डेटा ब्लॉक के साथ doFinal () विधि को कॉल करके समाप्त होता है। यहां कई डेटा ब्लॉक एन्क्रिप्ट करने का एक उदाहरण दिया गया है:

 byte[] data1 = "abcdefghijklmnopqrstuvwxyz".getBytes("UTF-8"); byte[] data2 = "zyxwvutsrqponmlkjihgfedcba".getBytes("UTF-8"); byte[] data3 = "01234567890123456789012345".getBytes("UTF-8"); byte[] cipherText1 = cipher.update(data1); byte[] cipherText2 = cipher.update(data2); byte[] cipherText3 = cipher.doFinal(data3);

अंतिम डेटा ब्लॉक के लिए doFinal () कॉल की आवश्यकता इसलिए है क्योंकि कुछ एन्क्रिप्शन एल्गोरिदम को डेटा को एक विशिष्ट सिफर ब्लॉक आकार (उदाहरण के लिए, 8-बाइट सीमा) फिट करने के लिए पूरक करने की आवश्यकता होती है। मध्यवर्ती एन्क्रिप्टेड डेटा को पूरक करना आवश्यक नहीं है। इसलिए, अद्यतन डेटा () विधि को मध्यवर्ती डेटा ब्लॉक के लिए कहा जाता है और अंतिम डेटा ब्लॉक के लिए doFinal () कॉल कहा जाता है।
कई डेटा ब्लॉक को डीक्रिप्ट करते समय, आप इंटरमीडिएट डेटा ब्लॉक के लिए अपडेट () विधि और अंतिम ब्लॉक के लिए doFinal () विधि भी कहते हैं। कई डेटा ब्लॉक के डिक्रिप्शन का उदाहरण:

 byte[] plainText1 = cipher.update(cipherText1); byte[] plainText2 = cipher.update(cipherText2); byte[] plainText3 = cipher.doFinal(cipherText3);

इस उदाहरण के लिए काम करने के लिए फिर से, सिफर उदाहरण को डिक्रिप्शन मोड में आरंभीकृत किया जाना चाहिए।

एक बाइट सरणी के एक हिस्से का एन्क्रिप्शन / डिक्रिप्शन

सिफर वर्ग की एन्क्रिप्शन और डिक्रिप्शन विधियाँ बाइट सरणी में संग्रहीत कुछ डेटा को एन्क्रिप्ट या डिक्रिप्ट कर सकती हैं। अद्यतन () और / या doFinal () विधि को ऑफसेट और लंबाई पास करने की आवश्यकता है।

 int offset = 10; int length = 24; byte[] cipherText = cipher.doFinal(data, offset, length);

इस उदाहरण में, सूचकांक 10 से बाइट्स और आगे 24 बाइट्स को एन्क्रिप्ट किया जाएगा (या डिक्रिप्ट किया जाएगा, जो कि सिफर के आरंभ पर निर्भर करता है)।

मौजूदा बाइट सरणी के लिए एन्क्रिप्शन / डिक्रिप्शन

इस अध्याय में सभी एन्क्रिप्शन और डिक्रिप्शन उदाहरण एक नए बाइट सरणी में एन्क्रिप्ट या डिक्रिप्ट किए गए डेटा को लौटाते हैं। हालांकि, मौजूदा बाइट सरणी में डेटा को एन्क्रिप्ट या डिक्रिप्ट करना भी संभव है। यह बाइट सरणियों की संख्या को कम करने के लिए उपयोगी हो सकता है। ऐसा करने के लिए, लक्ष्य बाइट को अद्यतन () और / या doFinal () पद्धति के पैरामीटर के रूप में पास करें।

 int offset = 10; int length = 24; byte[] dest = new byte[1024]; cipher.doFinal(data, offset, length, dest);

इस उदाहरण में, डेटा को 10 सूचकांक 24 बाइट्स से एन्क्रिप्ट किया गया है जो कि ऑफसेट बाइट के साथ डेस्ट बाइट सरणी 0. पर है। यदि आप डेस्ट बाइट सरणी के लिए एक अलग ऑफसेट सेट करना चाहते हैं, तो अपडेट () और doFinal () संस्करण हैं जो एक अतिरिक्त डेटा पैरामीटर स्वीकार करते हैं। भाग्य सरणी में एक ऑफसेट के साथ doFinal () विधि को कॉल करने का एक उदाहरण:

 int offset = 10; int length = 24; byte[] dest = new byte[1024]; int destOffset = 12 cipher.doFinal(data, offset, length, dest, destOffset);

एक सिफर की आवृत्ति का पुन: उपयोग

एक सिफर उदाहरण की शुरुआत करना एक महंगा ऑपरेशन है और सिफर के उदाहरणों का पुन: उपयोग करना एक अच्छा विचार है। सौभाग्य से, सिफर वर्ग को मन में पुन: प्रयोज्य के साथ डिजाइन किया गया है। जब आप सिफर उदाहरण पर doFinal () विधि को कॉल करते हैं, तो यह उस स्थिति में वापस आ जाता है जब यह आरंभीकरण के तुरंत बाद था। तब सिफर उदाहरण का उपयोग अधिक डेटा को एन्क्रिप्ट या डिक्रिप्ट करने के लिए किया जा सकता है।

जावा सिफर उदाहरण का पुन: उपयोग करने का एक उदाहरण:

 Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES"); Key key = ... ///    cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key); byte[] data1 = "abcdefghijklmnopqrstuvwxyz".getBytes("UTF-8"); byte[] data2 = "zyxwvutsrqponmlkjihgfedcba".getBytes("UTF-8"); byte[] cipherText1 = cipher.update(data1); byte[] cipherText2 = cipher.doFinal(data2); byte[] data3 = "01234567890123456789012345".getBytes("UTF-8"); byte[] cipherText3 = cipher.doFinal(data3);

सबसे पहले, एक सिफर उदाहरण बनाया और आरंभ किया जाता है, और फिर संगत डेटा के दो ब्लॉकों को एन्क्रिप्ट करने के लिए उपयोग किया जाता है। इन दो डेटा ब्लॉक के लिए कॉल अपडेट () और फिर doFinal () पर ध्यान दें । उसके बाद, डेटा को एन्क्रिप्ट करने के लिए फिर से सिफर इंस्टेंस का उपयोग किया जा सकता है। यह तीसरे डेटा ब्लॉक के साथ doFinal () को कॉल करके किया जाता है। DoFinal () में इस कॉल के बाद , आप उसी जावा सिफर उदाहरण के साथ डेटा के दूसरे ब्लॉक को एन्क्रिप्ट कर सकते हैं।

जावा में क्रिप्टोग्राफी। कक्षा का सिफर