寻找 AES-CTR 加密的输入

由于 CTR 模式下的 AES 非常适合随机访问，假设我有一个使用CipherOutputStream在 AES-CTR 模式下。下面的图书馆（不是我的）使用RandomAccessFile允许查找文件中的特定字节偏移量。

我最初的想法是使用CipherInputStream with a Cipher使用正确的参数初始化，但是的API http://docs.oracle.com/javase/7/docs/api/javax/crypto/CipherInputStream.html不寻求并声明不支持mark and reset.

我是否错过了 API 的一部分可以为我做到这一点，我是否应该研究 CTR 的 IV/块计数器的配置并使用自定义输入流重新创建它（这听起来像是瞄准目标的霰弹枪）self对我来说）或采取我错过的其他方法？

我最终查明了 IV 在 CTR 模式下是如何更新的。结果是对其处理的每个 AES 块执行简单的 +1。我按照以下思路实施阅读。

给定一个实现了read类似于方法，该方法将读取加密的字节序列中的下一个字节，并且需要支持在该序列和以下变量中查找：

• BLOCK_SIZE：固定为 16（128 位，AES 块大小）；
• cipher: 的一个实例javax.crypto.Cipher，初始化为处理 AES；
• delegate: a java.io.InputStream包装允许随机访问的加密资源；
• input: a javax.crypto.CipherInputStream我们将提供读取服务（流将负责解密）。

The seek方法的实现如下：

void seek(long pos) {
    // calculate the block number that contains the byte we need to seek to
    long block = pos / BLOCK_SIZE;
    // allocate a 16-byte buffer
    ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(BLOCK_SIZE);
    // fill the first 12 bytes with the original IV (the iv minus the actual counter value)
    buffer.put(cipher.getIV(), 0, BLOCK_SIZE - 4);
    // set the counter of the IV to the calculated block index + 1 (counter starts at 1)
    buffer.putInt(block + 1);
    IvParameterSpec iv = new IvParameterSpec(buffer.array());
    // re-init the Cipher instance with the new IV
    cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key, iv);
    // seek the delegate wrapper (like seek() in a RandomAccessFile and 
    // recreate the delegate stream to read from the new location)
    // recreate the input stream we're serving reads from
    input = new CipherInputStream(delegate, cipher);
    // next read will be at the block boundary, need to skip some bytes to arrive at pos
    int toSkip = (int) (pos % BLOCK_SIZE);
    byte[] garbage = new byte[toSkip];
    // read bytes into a garbage array for as long as we need (should be max BLOCK_SIZE
    // bytes
    int skipped = input.read(garbage, 0, toSkip);
    while (skipped < toSkip) {
        skipped += input.read(garbage, 0, toSkip - skipped);
    }

    // at this point, the CipherStream is positioned at pos, next read will serve the 
    // plain byte at pos
}

请注意，此处省略了寻找委托资源，因为这取决于委托下方的内容InputStream。另请注意，初始 IV 需要从计数器 1（最后 4 个字节）开始。

单元测试表明这种方法是有效的（性能基准将在未来的某个时候进行:)）。