如何使用java中的种子为流密码生成伪随机数

Question

我正在用Java编写一个流密码程序，该程序应该从shell中获取三个参数：一个带键的文件、一个用于输入的文件和一个用于输出的文件。然后密钥应该用作种子，该种子应该产生伪随机数；XOR:ed"；输入文件中的明文。

我已经设法编写了用于读取文件的代码，但我不知道应该如何编写用于将密钥作为种子的代码，从而生成如上所述的伪随机数。有人能帮我吗？

public static void main(String[] args) throws IOException {
File key = null;
File input = null;
File output = null;
if (0 < args.length) {
key = new File(args[0])
input = new File(args[1]);
output = new File(args[2]);
}
//more stuff
//a function that takes the seed from the key file and should generate a pseudo-random number
int prng (long seed) {
Random random = new Random ();
int bound = 256;
int number = random.nextInt(bound);
return number;
}

Answer 1

赋值所描述的伪随机并不意味着您需要使用随机数生成器。流密码创建的密钥流是伪随机的(对对手来说(，因为它是由他们不知道的密钥生成的。因此，您不应该使用Random或SecureRandom或类似的内容。相反，您应该使用Cipher。

基本上有两种方法可以实现CTR模式。首先，您可以创建一个16字节的唯一值流，并在ECB模式下使用AES对其进行加密(或者直接使用块密码，但这在Java中不可用(。然后得到16字节的密钥流作为回报，您可以缓冲这些密钥流并使用它们与明文进行异或。

你也可以作弊并使用AES/CTR/NoPadding。然后，为了获得密钥流，您使用全部设置为零的字节进行更新。因为与零的XOR是身份函数，所以您将得到密钥流。这可以反过来与实际的明文进行异或以获得密文。由于这是为了练习，如果您实现前面的方法，您可能会学到更多。

Answer 2

使用java.util.Random需要一个(伪(随机字节流。首先从用户那里读取种子/密钥，并使用它初始化Random类的实例。

long seedKey = getUserInput();
Random myRandom = new Random(seedKey);

只在代码开始时执行一次。

接下来，您需要处理您的输入。如果您对使用流感到满意，那么可以使用Random.ints()或Random.longs()来生成随机密钥流。或者，将输入文件分解为块，并使用Random.bytes(myAry)获得足够的字节，以便与您正在使用的任何大小的块进行XOR。

除非您使用的是单字节块，否则您将需要处理输入末尾剩下的任何部分块。

XOR的输出将是原始字节，而不是文本。如果您需要文本输出，那么使用java.util.Base64转换为Base64，这样您就可以获得可打印的内容，而原始加密字节则不是。