javax.crypto.Cipher

정의

• Java에서의 암호화 및 복호화 기능을 제공하며 JCE framework의 핵심을 구성
• Java Cryptography Extension(JCE) = Java 보안 기능의 핵심을 담당하는 Java Crpytography Architecture(JCA)의 일부분으로, 애플리케이션에서 데이터 암호화, 복호화 그리고 개인 데이터의 해싱을 제공
• 암호학에서 원본 = Plaintext, 암호화된 문서 = Ciphertext라 부름
• getInstance()에 "알고리즘/모드/패딩" 형식으로 파라미터를 입력해 암호화 방식을 지정하여 인스턴스 생성
  
  

지원 알고리즘 종류

대칭 알고리즘

• AES (Advanced Encryption Standard) - 가장 일반적
• DES (Data Encryption Standard)
• 3DES (Triple DES)
• Blowfish

비대칭 알고리즘

• RSA (Rivest-Shamir-Adleman)
• ECIES (Elliptic Curve Integrated Encryption Scheme)
• DH (Diffie-Hellman)
• ECDH (Elliptic Curve Diffie-Hellman)

암호화 알고리즘 종류

 

지원 모드 종류

• None
• ECB (Electric Codebook) 
• CBC (Cipher Block Chaining) 
• CFB (Cipher Feedback)
• CTR (Counter)
• CTS (Cipher Text Stealing)
• OFB (Output Feedback)
• PCBC (Propagating Cipher Block Chaining)

블록 암호화 기법 종류

 

지원 패딩 종류

• NoPadding
• ISO10126Padding
• OAEPPadding(Optimal Asymmetric Encryption Padding) - RSA와 같이 사용
• PKCS1Padding - 비대칭 알고리즘(RSA)과 같이 사용
• PKCS5Padding - 대칭 알고리즘과 같이 사용
• SSL3Padding
  

암호화 패딩 종류

 

기본 세팅

public class cipherUtil {

        // "알고리즘/모드/패딩" -> 알고리즘인 AES만 입력 시 보안에 취약한 ECB 패딩이 적용 
        public static String alg = "AES/CBC/PKCS5Padding"; 
    	
        // 개인 키
        private final String key = "암호화 키(32글자)"; // 256비트(32바이트) 

        // 초기화 벡터(IV) 설정을 위한 파라미터 -> 보안성 ↑
        private String iv = "초기화 벡터(16글자)"; // 128비트(16바이트)

        public String encrypt(String text) throws Exception {

            // 인스턴스 생성
            Cipher cipher = Cipher.getInstance(alg); 

            // SecretKeySpec -> 암호화 키 설정에 사용
            SecretKeySpec keySpec = new SecretKeySpec(key, "AES");  

            // 초기화 벡터(IV) 설정
            IvParameterSpec ivParamSpec = new IvParameterSpec(iv.getBytes()); 

            // 암호화 설정
            cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, keySpec, ivParamSpec); 

            // AES 인코딩 (doFinal은 파라미터 타입이 byte[]) 
            byte[] encrypted = cipher.doFinal(text.getBytes("UTF-8")); 

            // String으로 사용하기 위해 Base64 인코딩 후 String으로 변환
            return Base64.getEncoder().encodeToString(encrypted); 
        }

        public String decrypt(String cipherText) throws Exception {
        	
            // 인스턴스 생성
            Cipher cipher = Cipher.getInstance(alg);
            
            // SecretKeySpec -> 암호화 키 설정에 사용
            SecretKeySpec keySpec = new SecretKeySpec(key, "AES");
            
            // 초기화 벡터(IV) 설정
            IvParameterSpec ivParamSpec = new IvParameterSpec(iv.getBytes());
            
            // 복호화 설정
            cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, keySpec, ivParamSpec); 
			
            // Base64 디코딩 (String -> byte[])
            byte[] decodedBytes = Base64.getDecoder().decode(cipherText);
            
            // AES 디코딩
            byte[] decrypted = cipher.doFinal(decodedBytes);

            // 디코딩 결과값 String으로 변환
            return new String(decrypted, "UTF-8");
        }
    
 }

• Cipher.getInstance("알고리즘/모드/패딩") = 암호화 알고리즘/모드/패딩 지정하여 Cipher 객체 생성 
• javax.crypto.spec.SecretKeySpec = 비밀 키 생성 클래스
• javax.crypto.spec.IvParameterSpec = 초기화 벡터(IV) 생성 클래스 (DES, CBC, RSA, OAEP 등에서 필요)
  
  
• cipher.init(작동 모드, 비밀키, 초기화 벡터-선택) = 해당 작동 모드로 Cipher 객체 초기화
  (작동 모드는 Cipher.ENCRYPT_MODE와 같이 상수 입력)
  작동 모드 종류 = ENCRYPT_MODE, DECRYPT_MODE, WRAP_MODE, UNWRAP_MODE
• cipher.doFinal() = 암호화/복호화 작업 수행 (파라미터 및 결과값 타입 = byte[])
  
  
• Base64.getEncoder().encodeToString(encrypted) = String으로 사용 위해 Base64 인코딩 후 String으로 변환
  Base64.getDecoder().decode() = Base64로 암호화 된 데이터 디코딩
  
  

Base64

• 바이트 데이터를 텍스트 데이터(Byte[] ↔ String) 형식으로 인코딩 및 디코딩하기 위한 방식 중 하나
• ASCII(아스키 코드) 중에서 제어 문자와 일부 특수문자를 제외하여 URL 상에서 안전한 문자들로 구성되어 있기 때문에 가장 보편적으로 사용됨 
  

Base64 인코딩/디코딩 표