Android加密策略

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2024-08-11 07:39:48 217人阅读

前言：

我们做项目的时候经常使用到加密算法，我了解的常用的加密算法有对称加密和非对称两大类型，对称加密

就是加密和解密使用同一个密钥，比如说大家广为使用的DES加密算法；非对称加密反之就是加密和解密使用不同

的密钥，一个“公钥”一个“私钥”，它们必须配对使用，否则不能打开文件，当然公钥是对外公布的，私钥不能对外公

布，只能由持有人自己知道，他的优越性就在这，因为对称式的加密方法如果在网络上传输加密文件就很难不把密

钥告诉对方，不管用什么方法都有可能被别窃听到。而非对称式的加密方法有2个密钥，公钥公开不怕别人知道，解

密时用私钥即可，很好的避免了密钥的传输安全性问题，比如当前使用费对称加密的HTTPS。

常常听小伙伴们提起MD5：

MD5算法严格来说，并不能算是一种加密算法，只能说是一种摘要算法(数据摘要算法是密码学算法中灰常重要

的一个分支，它通过对所有数据提取指纹信息以实现数据签名、数据完整性校验等功能，由于其不可逆性，有时会被

用作敏感信息的加密。数据摘要算法也被称为哈希算法和散列算法)。它主要以512位分组来处理输入信息，且每一分

组又被划分为16个32位子分组，经过了一系列的处理后，算法的输出由四哥32位分组组成，将这四个32位分组级联

后将生成一个128位散列值。那么我们在开发中一般使用MD5来签名用户和密码。

了解SHA：

安全哈希算法（Secure Hash Algorithm）主要适用于数字签名标准（Digital Signature Standard DSS）里面定义的数字签名算法（Digital Signature Algorithm DSA）。对于长度小于2^64位的消息，SHA1会产生一个160位的消息摘要。该算法经过加密专家多年来的发展和改进已日益完善，并被广泛使用。该算法的思想是接收一段明文，然后以一种不可逆的方式将它转换成一段（通常更小）密文，也可以简单的理解为取一串输入码（称为预映射或信息），并把它们转化为长度较短、位数固定的输出序列即散列值（也称为信息摘要或信息认证代码）的过程。散列函数值可以说是对明文的一种“指纹”或是“摘要”所以对散列值的数字签名就可以视为对此明文的数字签名。

----摘自百度百科

SHA1java实现源码

public class SHA1Util {
     private static final boolean hexcase = false;
     private static final String b64pad = "=";
     private static final int chrsz = 8;
     // 得到字符串SHA-1值的方法
    public static String hex_sha1(String s) {
         s = (s == null) ? "" : s;
         return binb2hex(core_sha1(str2binb(s), s.length() * chrsz));
     }
     public static String b64_hmac_sha1(String key, String data) {
         return binb2b64(core_hmac_sha1(key, data));
     }
     public static String b64_sha1(String s) {
         s = (s == null) ? "" : s;
         return binb2b64(core_sha1(str2binb(s), s.length() * chrsz));
     }
     private static String binb2b64(int[] binarray) {
         String tab = "abcdefghijklmnopqrstuvwxyzabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789+/";
         String str = "";
         binarray = strechbinarray(binarray, binarray.length * 4);
         for (int i = 0; i < binarray.length * 4; i += 3) {
             int triplet = (((binarray[i >> 2] >> 8 * (3 - i % 4)) & 0xff) << 16)
                     | (((binarray[i + 1 >> 2] >> 8 * (3 - (i + 1) % 4)) & 0xff) << 8)
                     | ((binarray[i + 2 >> 2] >> 8 * (3 - (i + 2) % 4)) & 0xff);
             for (int j = 0; j < 4; j++) {
                 if (i * 8 + j * 6 > binarray.length * 32) {
                     str += b64pad;
                 } else {
                     str += tab.charAt((triplet >> 6 * (3 - j)) & 0x3f);
                 }
             }
         }
         return cleanb64str(str);
     }
     private static String binb2hex(int[] binarray) {
         String hex_tab = hexcase ? "0123456789abcdef" : "0123456789abcdef";
         String str = "";
         for (int i = 0; i < binarray.length * 4; i++) {
             char a = (char) hex_tab.charAt((binarray[i >> 2] >> ((3 - i % 4) * 8 + 4)) & 0xf);
             char b = (char) hex_tab.charAt((binarray[i >> 2] >> ((3 - i % 4) * 8)) & 0xf);
             str += (new Character(a).toString() + new Character(b).toString());
         }
         return str;
     }
     private static String binb2str(int[] bin) {
         String str = "";
         int mask = (1 << chrsz) - 1;
         for (int i = 0; i < bin.length * 32; i += chrsz) {
             str += (char) ((bin[i >> 5] >>> (24 - i % 32)) & mask);
         }
         return str;
     }
     private static int bit_rol(int num, int cnt) {
         return (num << cnt) | (num >>> (32 - cnt));
     }
     private static String cleanb64str(String str) {
         str = (str == null) ? "" : str;
         int len = str.length();
         if (len <= 1) {
             return str;
         }
         char trailchar = str.charAt(len - 1);
         String trailstr = "";
         for (int i = len - 1; i >= 0 && str.charAt(i) == trailchar; i--) {
             trailstr += str.charAt(i);
         }
         return str.substring(0, str.indexOf(trailstr));
     }
     private static int[] complete216(int[] oldbin) {
         if (oldbin.length >= 16) {
             return oldbin;
         }
         int[] newbin = new int[16 - oldbin.length];
         for (int i = 0; i < newbin.length; newbin[i] = 0, i++)
             ;
         return concat(oldbin, newbin);
     }
     private static int[] concat(int[] oldbin, int[] newbin) {
         int[] retval = new int[oldbin.length + newbin.length];
         for (int i = 0; i < (oldbin.length + newbin.length); i++) {
             if (i < oldbin.length) {
                 retval[i] = oldbin[i];
             } else {
                 retval[i] = newbin[i - oldbin.length];
             }
         }
         return retval;
     }
     private static int[] core_hmac_sha1(String key, String data) {
         key = (key == null) ? "" : key;
         data = http://www.mamicode.com/(data == null) ? "" : data;>

了解AES：

高级加密标准（英语：Advanced Encryption Standard，缩写：AES），在密码学中又称Rijndael加密法，是美国联邦政府采用的一种区块加密标准。这个标准用来替代原先的DES，已经被多方分析且广为全世界所使用。经过五年的甄选流程，高级加密标准由美国国家标准与技术研究院（NIST）于2001年11月26日发布于FIPS PUB 197，并在2002年5月26日成为有效的标准。2006年，高级加密标准已然成为对称密钥加密中最流行的算法之一。

----摘自百度百科

详细参考aes

了解DES：

DES全称为Data Encryption Standard，即数据加密标准，是一种使用密钥加密的块算法，1977年被美国联邦政府的国家标准局确定为联邦资料处理标准（FIPS），并授权在非密级政府通信中使用，随后该算法在国际上广泛流传开来。需要注意的是，在某些文献中，作为算法的DES称为数据加密算法（Data Encryption Algorithm,DSA），已与作为标准的DES区分开来。

----摘自百度百科

算法说明:

DES算法把64位的明文输入块变为64位的密文输出块,它所使用的密钥也是64位（实际用到了56位，第8、16、24、32、40、48、56、64位是校验位，使得每个密钥都有奇数个1），其算法主要分为两步：

1）初始置换

其功能是把输入的64位数据块按位重新组合,并把输出分为L0、R0两部分,每部分各长32位,其置换规则为将输入的第58位换到第一位,第50位换到第2位……依此类推,最后一位是原来的第7位。L0、R0则是换位输出后的两部分，L0是输出的左32位,R0是右32位,例:设置换前的输入值为D1D2D3……D64,则经过初始置换后的结果为:L0=D58D50……D8;R0=D57D49……D7。

其置换规则见下表：

58,50,42,34,26,18,10,2,60,52,44,36,28,20,12,4,

62,54,46,38,30,22,14,6,64,56,48,40,32,24,16,8,

57,49,41,33,25,17,9,1,59,51,43,35,27,19,11,3,

61,53,45,37,29,21,13,5,63,55,47,39,31,23,15,7,

2）逆置换

经过16次迭代运算后,得到L16、R16,将此作为输入,进行逆置换,逆置换正好是初始置换的逆运算，由此即得到密文输出。

此算法是对称加密算法体系中的代表,在计算机网络系统中广泛使用.

了解RSA：

RSA公钥加密算法是1977年由罗纳德·李维斯特（Ron Rivest）、阿迪·萨莫尔（Adi Shamir）和伦纳德·阿德曼（Leonard Adleman）一起提出的。1987年首次公布，当时他们三人都在麻省理工学院工作。RSA就是他们三人姓氏开头字母拼在一起组成的。

RSA是目前最有影响力的公钥加密算法，它能够抵抗到目前为止已知的绝大多数密码攻击，已被ISO推荐为公钥数据加密标准。

今天只有短的RSA钥匙才可能被强力方式解破。到2008年为止，世界上还没有任何可靠的攻击RSA算法的方式。只要其钥匙的长度足够长，用RSA加密的信息实际上是不能被解破的。但在分布式计算和量子计算机理论日趋成熟的今天，RSA加密安全性受到了挑战。

RSA算法基于一个十分简单的数论事实：将两个大质数相乘十分容易，但是想要对其乘积进行因式分解却极其困难，因此可以将乘积公开作为加密密钥。

附上实现细节:实现细节

了解BASE64：

Base64是网络上最常见的用于传输8Bit字节代码的编码方式之一，大家可以查看RFC2045～RFC2049，上面有MIME的详细规范。Base64编码可用于在HTTP环境下传递较长的标识信息。例如，在Java Persistence系统Hibernate中，就采用了Base64来将一个较长的唯一标识符（一般为128-bit的UUID）编码为一个字符串，用作HTTP表单和HTTP GET URL中的参数。在其他应用程序中，也常常需要把二进制数据编码为适合放在URL（包括隐藏表单域）中的形式。此时，采用Base64编码具有不可读性，即所编码的数据不会被人用肉眼所直接看到。

编码规则:

①.把3个字符变成4个字符。

②每76个字符加一个换行符。

③.最后的结束符也要处理。

举例说明:

转换前 10101101,10111010,01110110

转换后 00101011, 00011011 ,00101001 ,00110110

十进制 43 27 41 54

对应码表中的值 r b p 2

所以上面的24位编码，编码后的Base64值为 rbp2

解码同理，把 rbq2 的二进制位连接上再重组得到三个8位值，得出原码。

（解码只是编码的逆过程，有关MIME的RFC还有很多，如果需要详细情况请自行查找。）

第一个字节，根据源字节的第一个字节处理。

规则：源第一字节右移两位，去掉低2位，高2位补零。

既：00 + 高6位

第二个字节，根据源字节的第一个字节和第二个字节联合处理。

规则如下，第一个字节高6位去掉然后左移四位，第二个字节右移四位

即：源第一字节低2位 + 源第2字节高4位

第三个字节，根据源字节的第二个字节和第三个字节联合处理，

规则第二个字节去掉高4位并左移两位（得高6位），第三个字节右移6位并去掉高6位（得低2位），相加即可

第四个字节，规则，源第三字节去掉高2位即可

//用更接近于编程的思维来说，编码的过程是这样的：

//第一个字符通过右移2位获得第一个目标字符的Base64表位置，根据这个数值取到表上相应的字符，就是第一//个目标字符。

//然后将第一个字符与0x03(00000011)进行与(&)操作并左移4位,接着第二个字符右移4位与前者相或(|)，即获得第二个目标字符。

//再将第二个字符与0x0f(00001111)进行与(&)操作并左移2位,接着第三个字符右移6位与前者相或(|)，获得第三个目标字符。

//最后将第三个字符与0x3f(00111111)进行与(&)操作即获得第四个目标字符。

//在以上的每一个步骤之后，再把结果与 0x3F 进行 AND 位操作，就可以得到编码后的字符了。

可是等等……聪明的你可能会问到，原文的字节数量应该是3的倍数啊，如果这个条件不能满足的话，那该怎么办呢？

我们的解决办法是这样的：原文剩余的字节根据编码规则继续单独转(1变2,2变3;不够的位数用0补全)，再用=号补满4个字节。这就是为什么有些Base64编码会以一个或两个等号结束的原因，但等号最多只有两个。因为：

一个原字节至少会变成两个目标字节

所以余数任何情况下都只可能是0，1，2这三个数中的一个。如果余数是0的话，就表示原文字节数正好是3的倍数（最理想的情况）。如果是1的话，转成2个Base64编码字符，为了让Base64编码是4的倍数，就要补2个等号；同理，如果是2的话，就要补1个等号。

java实现源码：

<span style="font-weight: normal;">//模板类模板类写好了再按思路写个实现就可以了
publicinterfaceBase64{
/**
*根据传进来的字符的字节码，查询base64码表的索引，并返回所查到的索引
*
*@paramb一个编码后的字节码
*@return返回base64码表的索引
*/
publicabstractbytebaseIndex(byteb);
/**
*解码的方法
*传进来的是编码后的base64字符的字节码
*解析时是4个一组进行解析
*@paramb编码后的字符的字节码数组
*@return返回原来的字符串
*/
publicabstractStringbackEncode(byte[]b);
/**
*解码
*将4个字节码中的第1个的后6位（00xxxxxx）和第2个
*字节的前4位的后2位（00yy0000）
*还原为原来的字节码（xxxxxxyy）
*
*@paramfirst4个字节码中的第1个
*@paramsecond4个字节码中的第2个
*@return原来的字符的字节码
*/publicabstractbytebackFirst(bytefirst,bytesecond);
/**
*解码
*将4个字节码中的第2个的后4位（0000xxxx）和第3个
*字节的前6位的后4位（00yyyy00）
*还原为原来的字节码（xxxxyyyy）
*@paramsecond4个字节码中的第2个
*@paramthird4个字节码中的第3个
*@return原来的字符的字节码
*/
publicabstractbytebackSecond(bytesecond,bytethird);
/**
*解码
*将4个字节码中的第3个的后2位（000000xx）和第4个
*字节的后6位（00yyyyyy）
*还原为原来的字节码（xxyyyyyy）
*@paramthird传进来的第3个字符
*@paramfourth传进来的第4个字符
*@return原来的字符的字节码
*/publicabstractbytebackThird(bytethird,bytefourth);
/**
*解码
*将编码后的字符串数组的最后2个字节码还原为原来的字节码
*假如数组末尾剩下2个字节：
*将倒数第2个字节的前后6位(00xxxxxx)
*和倒数第一个字节的后2位(000000yy)
*还原为原来的编码（xxxxxxyy）
*假如数组末尾剩下3个字节：
*将倒数第2个字节的前后4位(0000xxxx)
*和倒数第一个字节的后4位(0000yyyy)
*还原为原来的编码（xxxxyyyy）
*@paramlast_b倒数第2个字节
*@paramnext_b倒数第1个字节
*@parammove_l倒数第2个字节移动位数的参数
*@parammove_b倒数第1个字节移动位数的参数
*@return原来的字符的字节码
*/
publicbytebackLastOne(bytelast_b,bytenext_b,intmove_l,intmove_b);
/**
*编码
*将传进来的字符编码为base64，返回一个base64的字符串
*编码时3个字节一组进行编码，传进来的是要进行编码的字符串数组
*@paramb要进行编码的字符串数组
*@return编码后的字符串
*/
publicabstractStringencode(byte[]b);
/**
*假如字符长度%3！=0，使用此方法编码末尾字符
*假如b=xxxxyyyy
*假如末尾字节个数等于1：
*将这个字节的前6位作为一个字节(00xxxxyy)
*将这个字节的后6位作为一个字节(00xxyyyy)
*假如末尾字节个数等于2：
*将这个字节的后6位作为一个字节(00xxyyyy)
*@paramb末尾的字符的字节码
*@parammove末尾的字符的字节码要移动的位数的参数
*@return编码后的字节码
*/
publicabstractbytelastOneByte(byteb,intmove);
/**
*编码
*假如b=xxxxyyyy
*将第1个字节的前6位编码为base64
*将3个字节中的第1个子节码转为（00xxxxyy）
*@paramb3个字节中的第1个字节
*@return编码后的字节码
*/
publicabstractbytefirstByte(byteb);
/**
*编码
*假如last_b=xxxxyyyynext_b=kkkkffff
*将3个字节中的第1个字节的最后2位（000000yy）
*和第2个字节的前4位（kkkk0000）编码为（00yykkkk）
*
*@paramlast_b3个字节中的第1个字节
*@paramnext_b3个字节中的第2个字节
*@return编码后的字节码
*/
publicabstractbytesecondByte(bytelast_b,bytenext_b);
/**
*编码
*假如last_b=xxxxyyyynext_b=kkkkffff
*将3个字节中的第2个字节的最后4位（0000yyyy）
*和第4个字节的前2位（kk000000）编码为（00yyyykk）
*
*
*@paramlast_b3个字节中的第2个字节
*@paramnext_b3个字节中的第3个字节
*@return编码后的字节码
*/
publicabstractbytethirdByte(bytelast_b,bytenext_b);
/**
*编码
*假如b=xxxxyyyy
*将3个字节中的第3个字节的最后6位（00xxyyyy）
*转码为（00xxyyyy）
*@paramb3个字节中的第3个字节
*@return编码后的字节码
*/
publicabstractbytefourthByte(byteb);
}</span>

======================以下是实现类代码=====================华丽的分界线======

<span style="font-weight: normal;">importjava.util.Enumeration;
importjava.util.Vector;
publicclassMyBase64EncoderimplementsBase64{
/**
*base64码表
*/
privatestaticfinalbytebase[]={0x41,0x42,0x43,0x44,0x45,0x46,
0x47,0x48,0x49,0x4a,0x4b,0x4c,0x4d,0x4e,0x4f,0x50,0x51,
0x52,0x53,0x54,0x55,0x56,0x57,0x58,0x59,0x5a,0x61,0x62,
0x63,0x64,0x65,0x66,0x67,0x68,0x69,0x6a,0x6b,0x6c,0x6d,
0x6e,0x6f,0x70,0x71,0x72,0x73,0x74,0x75,0x76,0x77,0x78,
0x79,0x7a,0x30,0x31,0x32,0x33,0x34,0x35,0x36,0x37,0x38,
0x39,0x2b,0x2f};</span>

<span style="font-weight: normal;">@Override
publicbytebaseIndex(byteb){
for(inti=0;i<base.length;i++){
if(base[i]==b){
return(byte)i;
}
}
return-1;
}</span>

<span style="font-weight: normal;">@Override
publicStringbackEncode(byte[]b){
StringBuffersb=newStringBuffer();
Vector<Byte>list=newVector<Byte>();
intreal_len=b.length;
intlen=real_len-2;
intmore_len=len&3;
intuse_len=len-more_len;</span>

<span style="font-weight: normal;">for(inti=0;i<use_len;i+=4){
list.add(backFirst(baseIndex(b[i]),baseIndex(b[i+1])));
list.add(backSecond(baseIndex(b[i+1]),baseIndex(b[i+2])));
list.add(backThird(baseIndex(b[i+2]),baseIndex(b[i+3])));
}
Enumeratione=list.elements();
bytebytes[]=newbyte[list.size()];
intk=-1;
while(e.hasMoreElements()){
bytes[++k]=(Byte)e.nextElement();
}
sb.append(newString(bytes));</span>

<span style="font-weight: normal;">if(more_len==2){
byteb_1[]=newbyte[1];
b_1[0]=backLastOne(baseIndex(b[len-2]),baseIndex(b[len-1]),2,6);
sb.append(newString(b_1));
}
if(more_len==3){
byteb_2[]=newbyte[2];
b_2[0]=backFirst(baseIndex(b[len-3]),baseIndex(b[len-2]));
b_2[1]=backLastOne(baseIndex(b[len-2]),baseIndex(b[len-1]),4,4);
sb.append(newString(b_2));
}
returnsb.toString();
}
@Override
publicbytelastOneByte(byteb,intmove){
intr_b=b&0xff;
r_b=r_b<<move;
r_b=r_b>>>2;
return(byte)(r_b&0x3f);
}
@Override
publicbytebackLastOne(bytelast_b,bytenext_b,intmove_l,intmove_b){
intr_l=last_b&0xff;
intr_n=next_b&0xff;
r_l=r_l<<move_l;
r_n=r_n<<move_b;
r_n=r_n>>>move_b;
return(byte)((r_l|r_n)&0xff);
}
@Override
publicbytebackFirst(bytefirst,bytesecond){
intr_f=first&0xff;
intr_s=second&0xff;
r_f=r_f<<2;
r_s=r_s>>>4;
return(byte)((r_f|r_s)&0xff);
}</span>

<span style="font-weight: normal;">@Override
publicbytebackSecond(bytesecond,bytethird){
intr_s=second&0xff;
intr_t=third&0xff;
r_s=r_s<<4;
r_t=r_t>>>2;
return(byte)((r_s|r_t)&0xff);
}</span>

<span style="font-weight: normal;">@Override
publicbytebackThird(bytethird,bytefourth){
intr_t=third&0xff;
intr_f=fourth&0xff;
r_t=r_t<<6;
return(byte)((r_t|r_f)&0xff);
}</span>

<span style="font-weight: normal;">@Override
publicStringencode(byte[]b){
StringBuffersb=newStringBuffer();
intlen=b.length;
intmore_len=len%3;
intuse_len=len-more_len;
byte[]bytes=newbyte[4];
for(inti=0;i<use_len;i+=3){
bytes[0]=base[firstByte(b[i])];
bytes[1]=base[secondByte(b[i],b[i+1])];
bytes[2]=base[thirdByte(b[i+1],b[i+2])];
bytes[3]=base[fourthByte(b[i+2])];
sb.append(newString(bytes));
}
if(more_len==1){
byteb_2[]=newbyte[2];
b_2[0]=base[firstByte(b[len-1])];
b_2[1]=base[lastOneByte(b[len-1],6)];
sb.append(newString(b_2));
returnsb.append("==").toString();
}elseif(more_len==2){
byteb_3[]=newbyte[3];
b_3[0]=base[firstByte(b[len-2])];
b_3[1]=base[secondByte(b[len-2],b[len-1])];
b_3[2]=base[lastOneByte(b[len-1],4)];
sb.append(newString(b_3));
returnsb.append("=").toString();
}
returnsb.toString();
}</span>

<span style="font-weight: normal;">@Override
publicbytefirstByte(byteb){
//00000000000000000000000001010011
//01010011
intr_f=b&0xff;
r_f=r_f>>>2;
return(byte)(r_f&0x3f);
}</span>

<span style="font-weight: normal;">@Override
publicbytesecondByte(bytelast_b,bytenext_b){
intr_l=last_b&0xff;
intr_n=next_b&0xff;
r_l=r_l<<6;
r_l=r_l>>>2;
r_n=r_n>>>4;
return(byte)((r_l|r_n)&0x3f);
}</span>

<span style="font-weight: normal;">@Override
publicbytethirdByte(bytelast_b,bytenext_b){
intr_l=last_b&0xff;
intr_n=next_b&0xff;
r_l=r_l<<4;
r_l=r_l>>>2;
r_n=r_n>>>6;
return(byte)((r_l|r_n)&0x3f);
}</span>

<span style="font-weight: normal;">@Override
publicbytefourthByte(byteb){
intr_b=b&0xff;
r_b=r_b<<2;
r_b=r_b>>>2;
return(byte)(r_b&0x3f);
}
}</span>

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