
高级加密标准(AES)是一种广泛使用的对称加密算法。GCM(Galois/Counter Mode)是一种认证加密模式,它不仅提供数据的机密性(加密),还提供数据的完整性(防止篡改)和认证性(验证数据来源)。AES/GCM模式在实际应用中非常流行,特别是在TLS/SSL等协议中。在跨语言实现时,确保所有加密参数(如密钥、初始化向量IV、认证标签Tag的长度和处理方式)以及数据编码格式的一致性至关重要。
首先,我们来看PHP端的加密实现。PHP使用openssl_encrypt函数进行AES/GCM加密,并自定义了输出数据的格式。
<?php
function aes_gcm_decrypt($content, $secret) {
$cipher = 'aes-128-gcm';
// Base64解码后得到二进制数据,再转换为十六进制字符串以便解析
$ciphertextwithiv = bin2hex(base64_decode($content));
// 从十六进制字符串中提取IV (24字符 = 12字节)
$iv = substr($ciphertextwithiv, 0, 24);
// 从十六进制字符串中提取Tag (32字符 = 16字节)
$tag = substr($ciphertextwithiv , -32, 32);
// 密文是IV和Tag之间的部分
$ciphertext = substr($ciphertextwithiv, 24, strlen($ciphertextwithiv) - 24 - 32);
// 密钥从十六进制字符串转换为二进制
$skey = hex2bin($secret);
// 使用openssl_decrypt进行解密
return openssl_decrypt(hex2bin($ciphertext), $cipher, $skey, OPENSSL_RAW_DATA, hex2bin($iv), hex2bin($tag));
}
function aes_gcm_encrypt($data, $secret) {
$cipher = 'aes-128-gcm';
$string = is_array($data) ? json_encode($data) : $data;
// 密钥从十六进制字符串转换为二进制
$skey = hex2bin($secret);
// 生成12字节的随机IV (AES/GCM/128的IV长度通常为12字节)
$iv = openssl_random_pseudo_bytes(openssl_cipher_iv_length($cipher));
$tag = NULL; // Tag将通过引用传递给openssl_encrypt
// 执行加密,Tag会填充到$tag变量中
$content = openssl_encrypt($string, $cipher, $skey, OPENSSL_RAW_DATA, $iv, $tag);
// 组合IV、密文和Tag,全部转换为十六进制字符串,然后转换为二进制,最后进行Base64编码
$str = bin2hex($iv) . bin2hex($content) . bin2hex($tag);
return base64_encode(hex2bin($str));
}
// 示例用法
$content = 'Test text.{123456}';
$secret = '544553534B4559313233343536'; // 24个十六进制字符,对应12字节
$encryptStr = aes_gcm_encrypt($content, $secret);
print_r("encrypt -> $encryptStr \n");
$decryptStr = aes_gcm_decrypt($encryptStr, $secret);
print_r("decrypt -> $decryptStr \n");PHP加密的关键点:
在Java中尝试解密PHP生成的密文时,常常会遇到 javax.crypto.AEADBadTagException: Tag mismatch! 异常。这通常意味着认证标签验证失败,表明解密过程中某个关键参数(如密钥、IV、Tag长度或密文结构)与加密时不一致。
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初始的Java解密尝试代码可能存在以下问题:
import java.security.spec.KeySpec;
import java.util.Base64;
import java.util.Random;
import javax.crypto.*;
import javax.crypto.spec.*;
public class MyTest {
public static void main(String[] args) throws Exception {
String secret = "544553534B4559313233343536";
String encryptStr = "Fun3yZTPcHsxBpft+jBZDe2NjGNAs8xUHY21eZswZE4iLKYdBsyER7RwVfFvuQ==";
String decryptString = decrypt(encryptStr, secret, 16); // 这里的16是IV长度
System.out.println("decryptString: " + decryptString);
}
private static String decrypt(String data, String mainKey, int ivLength) throws Exception {
final byte[] encryptedBytes = Base64.getDecoder().decode(data.getBytes("UTF8"));
final byte[] initializationVector = new byte[ivLength]; // IV长度被设置为16
System.arraycopy(encryptedBytes, 0, initializationVector, 0, ivLength);
// 密钥派生方式与PHP不一致,PHP直接将十六进制字符串转换为二进制密钥
SecretKeySpec secretKeySpec = new SecretKeySpec(generateSecretKeyFromPassword(mainKey, mainKey.length()), "AES");
// GCMParameterSpec的Tag长度128位正确,但IV长度不正确
GCMParameterSpec gcmParameterSpec = new GCMParameterSpec(128, initializationVector);
Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES/GCM/NoPadding");
cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, secretKeySpec, gcmParameterSpec);
// 传入doFinal的数据包含密文和Tag,但IV长度错误会影响偏移量
return new String(cipher.doFinal(encryptedBytes, ivLength, encryptedBytes.length - ivLength), "UTF8");
}
// 密钥派生函数,与PHP的hex2bin行为不一致
private static byte[] generateSecretKeyFromPassword(String password, int keyLength) throws Exception {
byte[] salt = new byte[keyLength];
new Random(password.hashCode()).nextBytes(salt);
SecretKeyFactory factory = SecretKeyFactory.getInstance("PBKDF2WithHmacSHA256");
KeySpec spec = new PBEKeySpec(password.toCharArray(), salt, 65536, 128);
return factory.generateSecret(spec).getEncoded();
}
}导致 AEADBadTagException 的主要原因:
以上就是PHP与Java之间AES/GCM/128加密解密的跨平台实现指南的详细内容,更多请关注php中文网其它相关文章!
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