[DES 대칭키 암호] JAVA와 .NET 사용법 차이점

 

안녕하세요 
이번 게시물에서는 DES 대칭키 암호화 사용법을 알아보며
JAVA와 .NET의 사용법 차이에 대해서도 알아보겠습니다.

 

 

DES (Data Encryption Standard) 란?

 

• 1975년에 IBM에서 개발하고 1979년에 미국 NBS(National Bureau of Standards, 현 NIST)가 국가 표준 암호 알고리즘으로 지정한 대칭키 암호 알고리즘.
• DES는 대칭형 암호이며 암호화 및 복호화 키가 동일합니다.
• 64비트 평문을 64비트 암호문으로 암호화하는 대칭키 암호화입니다.
• DES의 키는 7비트마다 오류 검출을 위해 1비트씩 들어가며 실제로는 56비트입니다.
• 현재 기술로는 DES 암호는 쉽게 해독이 가능합니다.
• n개의 통신마다 키를 다르게 해야 하기 때문에 비밀키의 개수가 많아지는 키 관리의 문제점이 있습니다.

간단하게 DES에 대해 알아봤습니다.

 

 

암호화 코드 순서

 

1. 암호화 알고리즘

2. 데이터 보안

 

대칭키 암호화 알고리즘 종류 중 블록 암호화 모드로 ECB 모드, CBC 모드가 있습니다.
(다른 종류도 존재합니다.)

- ECB (Electirc CodeBook) 모드 
  평문 블록을 그대로 암호화하는 것입니다,
  평문 블록과 암호문 블록이 1대 1 대응을 하며 마지막 블록 크기가 다르다면 동일하게 맞추기 위해 패딩 값을 붙입니다. 
  각 블록에 사용하는 키들은 동일합니다.

- CBC (Cipher Block Chaining) 모드
  앞서 암호화한 블록에 체인처럼 연결을 시켜 암호화를 진행합니다.
  생성되는 암호문 블록들은 이전 평문 블록들의 영향을 받으면서 진행됩니다.
  이 중 최초의 평문 블록은 이전 암호문 블록이 없기 때문에 대신할 비트열을 준비한다
  해당 비트열을 초기화 벡터(Initialization vector) IV 값이라 합니다.

코드 설정에는 블록 문 선택과 Padding 값 채우기 방법을 선택하게 됩니다.

 

JAVA DES 암호화 코드

 

	// fix key
	private final String skey = "abcdefgh";	
	
	public String encrypt(String data)
            throws GeneralSecurityException, UnsupportedEncodingException {
        DESKeySpec desKeySpec = new DESKeySpec(skey.getBytes("US-ASCII"));
        SecretKeyFactory secretKeyFactory = SecretKeyFactory.getInstance("DES");
        SecretKey secretKey = secretKeyFactory.generateSecret(desKeySpec);
        byte[] dataBytes = data.getBytes("UTF-8");
        byte[] ivBytes = skey.getBytes("US-ASCII");
        Cipher cipher = Cipher.getInstance("DES/CBC/PKCS5Padding");
        IvParameterSpec iv =  new IvParameterSpec(ivBytes);
        try {
			cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secretKey, iv);
		} catch (InvalidKeyException e) {
			e.printStackTrace();
		} catch (Exception e) {
			e.printStackTrace();
		}

        return DatatypeConverter.printBase64Binary(cipher.doFinal(dataBytes));
    }

    public String decrypt(String data)
            throws GeneralSecurityException, UnsupportedEncodingException {
        //byte[] dataBytes = Base64.getDecoder().decode(data);
    	byte[] dataBytes = DatatypeConverter.parseBase64Binary(data);
        DESKeySpec desKeySpec = new DESKeySpec(skey.getBytes("US-ASCII"));
        SecretKeyFactory secretKeyFactory = SecretKeyFactory.getInstance("DES");
        SecretKey secretKey = secretKeyFactory.generateSecret(desKeySpec);
        byte[] ivBytes = skey.getBytes("US-ASCII");
        Cipher cipher = Cipher.getInstance("DES/CBC/PKCS5Padding");
        IvParameterSpec iv =  new IvParameterSpec(ivBytes);
        try {
			cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, secretKey, iv);
		} catch (Exception e) {
			e.printStackTrace();
		}
        
        byte[] dataBytesDecrypted = (cipher.doFinal(dataBytes));
        return new String(dataBytesDecrypted);
    }

 

Key는 고정적으로 8바이트로 정해서 입력해 주시면 됩니다.

JAVA 기본 알고리즘은 ECB 모드, PKCS5Padding입니다.
Cipher.getInstance()를 통해 방법을 선택합니다.

CBC 모드를 선택할 때는 초기화 벡터(IV) 값을 지정해주며, 암호화 키와 동일한 키값을 넣어줍니다.

 

.NET DES 암호화 코드

 

	private byte[] Skey = ASCIIEncoding.ASCII.GetBytes("abcdefgh");

        public string Encrypt(string p_data)
        {
            DESCryptoServiceProvider cryptoServiceProvider = new DESCryptoServiceProvider();

            cryptoServiceProvider.Padding = PaddingMode.PKCS7;
            cryptoServiceProvider.Mode = CipherMode.CBC;

            cryptoServiceProvider.Key = Skey;
            cryptoServiceProvider.IV = Skey;

            MemoryStream ms = new MemoryStream();
            CryptoStream cryStream = new CryptoStream(ms, cryptoServiceProvider.CreateEncryptor(), CryptoStreamMode.Write);

            byte[] data = Encoding.UTF8.GetBytes(p_data.ToCharArray());

            cryStream.Write(data, 0, data.Length);
            cryStream.FlushFinalBlock();

            return Convert.ToBase64String(ms.ToArray());
        }

        public string Decrypt(string p_data)
        {
            DESCryptoServiceProvider cryptoServiceProvider = new DESCryptoServiceProvider();

            cryptoServiceProvider.Padding = PaddingMode.PKCS7;
            cryptoServiceProvider.Mode = CipherMode.CBC;

            cryptoServiceProvider.Key = Skey;
            cryptoServiceProvider.IV = Skey;

            MemoryStream ms = new MemoryStream();
            CryptoStream cryStream = new CryptoStream(ms, cryptoServiceProvider.CreateDecryptor(), CryptoStreamMode.Write);

            byte[] data = Convert.FromBase64String(p_data);

            cryStream.Write(data, 0, data.Length);
            cryStream.FlushFinalBlock();

            return Encoding.UTF8.GetString(ms.GetBuffer());
        }

 

.NET에 기본 옵션은 PaddingMode.PKCS7, CBC 모드입니다.
옵션의 변경을 원하면 Padding, Mode 값을 변경해 주시면 됩니다.

위 JAVA 코드와 동일하게 Key 값을 지정하면 암복호화를 동일하게 사용할 수 있습니다.

 

마무리

 

JAVA와 .NET의 DES 암호화 코드를 알아봤습니다.
DES 기본적인 암호화 기능이며 간단하게 암복호화가 필요한 곳에 적용하면 괜찮을 듯합니다.

양쪽 환경에서 암복호화가 필요할 때 적용하시기 바랍니다.

 

-DES, 암호문 블록 개념 링크

https://liveyourit.tistory.com/196

[암호학] DES vs AES 암호화 알고리즘, 방식 및 차이

https://yjshin.tistory.com/entry/%EC%95%94%ED%98%B8%ED%95%99-%EB%8C%80%EC%B9%AD%ED%82%A4-%EC%95%94%ED%98%B8-DESData-Encryption-Standard

[암호학] 대칭키 암호 - DES(Data Encryption Standard)

https://webstone.tistory.com/134

블록암호 운영모드 ECB,CBC,CFB,OFB,CTR