JNIでAESの暗号化/復号化する方法

Android上で、KEYとIVを用いてAESで暗号化された2Mぐらいのファイルを復号化したのですが、スゴイ時間が掛かるんです。。。
私のエミュレータ上で16000(m/s)ぐらい。

ですのでJNIで復号化する処理を作成しました。結果的にはまったく同じファイルで7000(m/s)ぐらいになりました。
その差23倍ですが、まあやっぱり計算系やらせると速いのかなと。

JNI側では復号化はopensslのライブラリを呼んでいます。
その辺りは以前のエントリを見て頂ければ。

まずは、単純にJavaで復号化するソースです



import java.io.File;

import java.io.FileInputStream;

import java.io.IOException;
import java.security.InvalidAlgorithmParameterException;

import java.security.InvalidKeyException;

import java.security.NoSuchAlgorithmException;
import javax.crypto.Cipher;

import javax.crypto.SecretKey;

import javax.crypto.spec.IvParameterSpec;

import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;
import javax.crypto.BadPaddingException;

import javax.crypto.IllegalBlockSizeException;

import javax.crypto.NoSuchPaddingException;
import android.util.Log;


public class Decrypt

{

  public void main (String key, String iv, String file_path)

  {

    FileInputStream fis = null;

    try

    {

      // 受け取ったファイルパスを元にデータをバッファの格納

      File file = new File (file_path);

      fis = new FileInputStream (file);
      int available = fis.available ();

      byte[] tmp = new byte[available];

      fis.read (tmp);
      try

      {

        // key, ivを用いて復号化

        byte[] decrypt_contents_info = decrypt (key.getBytes (), key.getBytes (), tmp);

      }

      catch (Exception e)

      {

        Log.e ("Decrypt", e.getMessage ());

      }

    }

    catch (IOException e)

    {

      Log.e ("Decrypt", e.getMessage ());

    }

    finally

    {

      try

      {

        fis.close ();

      }

      catch (Exception e)

      {}

    }

  }
  private static byte[] decrypt (byte[] key, byte[] iv, byte[] input)

    throws

          NoSuchAlgorithmException,

          NoSuchPaddingException,

          InvalidKeyException,

          InvalidAlgorithmParameterException,

          IllegalBlockSizeException,

          BadPaddingException

  {

    final SecretKey secret_key = new SecretKeySpec (key, "AES");

    final Cipher cipher = Cipher.getInstance ("AES/CBC/PKCS5Padding");

    cipher.init (Cipher.DECRYPT_MODE, secret_key, new IvParameterSpec (iv));

    return cipher.doFinal (input);

  }

}

ソース的にはこれだけなんですが、処理にすごく時間が掛かるのでJNIに変更します。

JNIを用いた場合は以下のようになります。復号化したデータの配列を戻します。
Java側はこちら



import java.io.File;

import java.io.FileInputStream;
import android.util.Log;


public class DecryptNative

{

  static

  {

    // JNIライブラリのロード

    System.loadLibrary ("DecryptNative");

  }
  // JNIメソッドの定義

  public native byte[] decrypt_native (String key, String iv, byte[] data);
  public void main (String key, String iv, String file_path)

  {

    FileInputStream fis = null;

    byte[] ret = null;

    try

    {

      File file = new File (file_path);

      fis = new FileInputStream (file);
      int available = fis.available ();

      byte[] tmp = new byte[available];

      fis.read (tmp);

      

      // JNIで処理し、復号化したデータ配列を受け取る

      ret = decrypt_native (key, iv, tmp);

    }

    catch (Exception e)

    {

      Log.e ("DecryptNative", e.getMessage ());

    }

    finally

    {

      try

      {

        fis.close ();

      }

      catch (Exception e)

      {}

    }

  }

}

JNI側(C++)のソースはこちら
#jp_k16_DecryptNative.h



/* DO NOT EDIT THIS FILE - it is machine generated */

#include 

#include 
#include 
#include 

#include 
#include "aes.h"


/* Header for class jp_k16_DecryptNative */
#ifndef _Included_jp_k16_DecryptNative

#define _Included_jp_k16_DecryptNative

#ifdef __cplusplus

extern "C" {

#endif

/*

 * Class:     jp_k16_DecryptNative

 * Method:    decrypt_native

 * Signature: (Ljava/lang/String;Ljava/lang/String;)Ljava/lang/String;

 */

JNIEXPORT jbyteArray JNICALL jp_k16_DecryptNative_decrypt_1native (JNIEnv *, jobject, jstring, jstring, jbyteArray);
#ifdef __cplusplus

}

#endif

#endif

#jp_k16_DecryptNative.cpp



#include "jp_k16_DecryptNative.h"


jbyteArray

jp_k16_DecryptNative_decrypt_1native (JNIEnv* env, jobject thiz,

                                      jstring _key, jstring _iv, jbyteArray _data)

{

  const char* key = env->GetStringUTFChars (_key, NULL);

  __android_log_print (ANDROID_LOG_DEBUG, LOG_TAG, "key = %s", key);
  const char* iv = env->GetStringUTFChars (_iv, NULL);

  __android_log_print (ANDROID_LOG_DEBUG, LOG_TAG, "iv = %s", iv);
  // Decryptするデータの正確なサイズを確認

  int length = env->GetArrayLength (_data);

  __android_log_print (ANDROID_LOG_DEBUG, LOG_TAG, "length = %d", length);

  if (length == 0)

  {

    // InputDataのサイズが"0"とか意味不明

    __android_log_write (ANDROID_LOG_ERROR, LOG_TAG, "The object data is empty.");

    return NULL;

  }
  // InputeData配列をjbyte*のバッファにコピー

  jbyte* input_data = NULL;

  input_data = (jbyte*)malloc (length);

  env->GetByteArrayRegion (_data, 0, length, input_data);
  jbyte* out_data = NULL;

  out_data = (jbyte*)malloc (length);
  // opensslの関数を使ってDecrypt開始

  AES_KEY dec_key;

  ::memset (&dec_key, 0, sizeof (AES_KEY));

  AES_set_decrypt_key ((unsigned char*)key, 128, &dec_key);

  AES_cbc_encrypt ((unsigned char*)input_data, (unsigned char*)out_data, length, &dec_key, (unsigned char*)iv, AES_DECRYPT);
  jbyteArray result = env->NewByteArray (length);

  if (result == NULL)

  {

    // 戻り値の配列がアロケートできないなんて。。。

    __android_log_write (ANDROID_LOG_ERROR, LOG_TAG, "Couldn't allocate array 'result' for parameter data.");

    return NULL;

  }
  void* decrypted_data = env->GetPrimitiveArrayCritical (result, NULL);

  ::memcpy (decrypted_data, out_data, (length * sizeof (unsigned char)));

  env->ReleasePrimitiveArrayCritical (result, decrypted_data, 0);
  // Decryptしたデータの配列を返す

  return result;

}

これで冒頭書いたぐらいのパフォーマンスは得られました。実機ならもう少し早くなるかな〜？とも思います。

ちなみにencryptしたければ、openssl関数呼び出しの部分を以下のようにencrypt用に変えればいいはずです。



AES_set_encrypt_key ((unsigned char*)key, 128, &dec_key);

AES_cbc_encrypt ((unsigned char*)input_data, (unsigned char*)out_data, length, &dec_key, (unsigned char*)iv, AES_ENCRYPT);

JNIはWeb/本ともにそんなに資料が多くないので、この本は重宝しました。

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JNIでAESの暗号化/復号化する方法