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数据加密

2024-08-12 02:13:06   213人阅读

一、数据安全

在互联网发展趋势迅猛的今天，数据安全的重要性日趋凸显。也成为我们必须了解的互联网知识。
在移动互联网浪潮下，用户的资金安全、企业的信息安全都是我们实际开发中必须考虑的内容。

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  • 相关术语：
    • 密钥：密钥是一种参数，它是在明文转换为密文或将密文转换为明文的算法中输入的参数。密钥分为对称密钥与非对称密钥（也可以根据用途来分为加密密钥和解密密钥）
    • 明文：没有进行加密，能够直接代表原文含义的信息
    • 密文：经过加密处理处理之后，隐藏原文含义的信息
    • 加密：将明文转换成密文的实施过程
    • 解密：将密文转换成明文的实施过程
  • 数据安全
    • 数据安全：是一种主动的包含措施，数据本身的安全必须基于可靠的加密算法与安全体系，主要是有对称算法与公开密钥密码体系两种（非对称算法），都包含了数据的加密和解密过程
    • 对称算法：对称密码算法有时又叫传统密码算法，是指加密密钥可以从解密密钥中推算出来，反过来也成立。
    • 非对称算法：指加密和解密使用不同密钥的加密算法，也称为公私钥加密。
    • 加密算法有很多种，在iOS开发当中，MD5是我们常用的摘要算法。

二、MD5

  • 哈希算法
    • 哈希算法：哈希算法将任意长度的二进制值映射为较短的固定长度的二进制值，这个小的二进制值称为哈希值。
    • 哈希值是一段数据唯一且极其紧凑的数值表示形式。数据的哈希值可以检验数据的完整性。一般用于快速查找和加密算法。
    • 典型的的哈希算法有：MD2、MD4、MD5 和 SHA-1等。
  • MD5 ：只能加密，无法解密
    • MD5：Message Digest Algorithm MD5（中文名为消息摘要算法第五版）为计算机安全领域广泛使用的一种散列函数，用以提供消息的完整性保护。
    • MD5算法具有以下特点：
      1、压缩性：任意长度的数据，算出的MD5值长度都是固定的（32位的16进制，128位的二进制）。
      2、容易计算：从原数据计算出MD5值很容易。
      3、抗修改性：对原数据进行任何改动，哪怕只修改1个字节，所得到的MD5值都有很大区别。
      4、强抗碰撞：已知原数据和其MD5值，想找到一个具有相同MD5值的数据（即伪造数据）是非常困难的。

获取字符串的MD5值

1、需要引入CommonCrypto/CommonCrypto.h

2、获取字符串的MD5值

 1 #pragma mark - MD5加密字符串，不能解密 2     // 1、准备一个字符串用于加密 3     // 同一个字符串进行MD5加密之后得到的内容相同 4     NSString *str = @"I Love You"; 5     // 2、因为MD5是基于C语言封装起来的，所以需要将字符串进行编码 6     const char *data =http://www.mamicode.com/ [str UTF8String]; 7     // 3、使用字符数组去存取加密后的相关内容 8     // CC_MD5_DIGEST_LENGTH表示长度 9     // 因为是32位的，所以用unsigned，无符号的10     unsigned char result[CC_MD5_DIGEST_LENGTH];11     // 4、进行MD5加密12     // 参数1：需要加密的内容13     // 参数2：要加密的内容的长度14     // 参数3：存放加密后结果的地址15     CC_MD5(data, (CC_LONG)strlen(data), result);16     // 5、保存结果 -- 创建可变字符串，将result数组中的内容保存到字符串中17     NSMutableString *resultStr = [NSMutableString string];18     // 6、遍历结果数组19     for (int i = 0; i < CC_MD5_DIGEST_LENGTH; i++) {20         // 16进制的占位符%x21         [resultStr appendFormat:@"%02x", result[i]];22     }23     NSLog(@"%@", resultStr);

 

MD5加密结果

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获取其它对象MD5值

1、引入<CommonCrypto/CommonCrypto.h>
2、将其它对象转化为NSData对象（可以将对象事先写入文件）
3、读取NSData对象的MD5值

 1     // 需求：创建一个数组，数组中存储元素，将这个数组写入到沙盒里 2     // 1、创建数组 3     NSArray *array = @[@"baby", @"yyp", @"bbh"]; 4     // 2、找Documents路径 5     NSString *documentPath = [NSSearchPathForDirectoriesInDomains(NSDocumentDirectory, NSUserDomainMask, YES) objectAtIndex:0]; 6     NSString *arrayPath = [documentPath stringByAppendingPathComponent:@"array.plist"]; 7     [array writeToFile:arrayPath atomically:YES]; 8      9     // 从沙盒中取出NSData类型的数据10     NSData *data =http://www.mamicode.com/ [NSData dataWithContentsOfFile:arrayPath];11     12 #pragma mark - NSData类型数据加密过程13     // 1、创建一个MD5对象14     CC_MD5_CTX md5;15     // 2、初始化md516     CC_MD5_Init(&md5);17     // 3、准备开始进行数据的加密18     // 参数1：MD5对象的地址19     // 参数2：data的字节数20     // 参数3：data的长度21     CC_MD5_Update(&md5, data.bytes, (CC_LONG)data.length);22     // 4、准备一个字符数组用来存储结果23     unsigned char result[CC_MD5_DIGEST_LENGTH];24     // 5、保存结果 -- 创建可变字符串，将result数组中的内容保存到字符串中25     NSMutableString *resultStr = [NSMutableString string];26     // 6、结束加密27     CC_MD5_Final(result, &md5);28     // 7、遍历结果数组29     for (int i = 0; i < CC_MD5_DIGEST_LENGTH; i++) {30         [resultStr appendFormat:@"%02x", result[i]];31     }32     NSLog(@"resultStr = %@", resultStr);

MD5加密结果

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复杂类型的数据MD5加密 -- Person类加密

1、引入<CommonCrypto/CommonCrypto.h>
2、将其它对象转化为NSData对象（归档）
3、读取NSData对象的MD5值

Person.h

 1 #import <Foundation/Foundation.h> 2  3 // 遵守NSCoding协议 4 @interface Person : NSObject<NSCoding> 5 @property (nonatomic, copy) NSString *name; 6 @property (nonatomic, copy) NSString *gender; 7 @property (nonatomic, assign) NSInteger age; 8  9 // 自定义初始化方法10 - (instancetype)initWithName:(NSString *)name11                       gender:(NSString *)gender12                          age:(NSInteger)age;13 @end

 Person.m

 1 #import "Person.h" 2  3 @implementation Person 4  5 // 自定义初始化方法 6 - (instancetype)initWithName:(NSString *)name 7                       gender:(NSString *)gender 8                          age:(NSInteger)age { 9     if (self = [super init]) {10         self.name = name;11         self.gender = gender;12         self.age = age;13     }14     return self;15 }16 17 // 归档18 - (void)encodeWithCoder:(NSCoder *)aCoder {19     [aCoder encodeObject:self.name forKey:@"name"];20     [aCoder encodeObject:self.gender forKey:@"gender"];21     [aCoder encodeInteger:self.age forKey:@"age"];22 }23 24 // 反归档25 - (instancetype)initWithCoder:(NSCoder *)aDecoder {26     self = [super init];27     if (self) {28         self.name = [aDecoder decodeObjectForKey:@"name"];29         self.gender = [aDecoder decodeObjectForKey:@"gender"];30         self.age = [aDecoder decodeIntegerForKey:@"age"];31     }32     return self;33 }34 35 @end

ViewController.m

 1 #import "ViewController.h" 2 #import "Person.h" 3 #import <CommonCrypto/CommonCrypto.h> 4  5 @interface ViewController () 6  7 @end 8  9 @implementation ViewController10 11 - (void)viewDidLoad {12     [super viewDidLoad];13     /**14      *  完成自定义Person对象的加密过程15      */16     // 创建Person类对象17     Person *person = [[Person alloc] initWithName:@"yyp" gender:@"girl" age:23];18     // 归档成NSMutableData类型的数据19     NSMutableData *data =http://www.mamicode.com/ [NSMutableData data];20     NSKeyedArchiver *archiver = [[NSKeyedArchiver alloc] initForWritingWithMutableData:data];21     [archiver encodeObject:person forKey:@"person"];22     [archiver finishEncoding];23     24     // data加密25     CC_MD5_CTX md5;26     CC_MD5_Init(&md5);27     CC_MD5_Update(&md5, data.bytes, (CC_LONG)data.length);28     unsigned char result[CC_MD5_DIGEST_LENGTH];29     NSMutableString *resultStr = [NSMutableString string];30     CC_MD5_Final(result, &md5);31     for (int i = 0; i < CC_MD5_DIGEST_LENGTH; i++) {32         [resultStr appendFormat:@"%02x", result[i]];33     }34     NSLog(@"resutltStr = %@", resultStr);35     36 }

 

MD5加密结果

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小节：

  • 哈希算法是一种摘要算法，主要作用是用来获取数据的摘要。严格意义上来说不属于加密算法（因为没有解密过程）
  • 获取字符串的MD5值比较简单，其它对象可以先转化成NSData对象再进行操作
  • 可以根据路径直接获取文件数据，也可以将对象写入文件件后获取为NSData对象
  • iOS同样支持SHA1、base64、AES、钥匙串等方式加密数据

三、钥匙串加密

  • 什么是钥匙串？
    • 钥匙串：（英文：Keychain）是苹果公司Mac OS中的密码管理系统。它在Mac OS 8.6中和iOS7之后被导入，并且包括在了所有后续的各版本中。
    • 一个钥匙串可以包含多种类型的数据：密码（包括网站，FTP服务器，SSH帐户，网络共享，无线网络，群组软件，加密磁盘镜像等），私钥，电子证书和加密笔记等。

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  • 钥匙串加密
    • 苹果 iOS 和 Mac OS X 系统自带了一套敏感信息保存方案："钥匙串" (Keychain)。
    • 保存在钥匙串的内容相当于系统对其做了保护，在设备锁定时进行了加密处理。
    • 钥匙串中的条目称为SecItem，但它是存储在CFDictionary中的。SecItemRef类型并不存在。SecItem有五类：通用密码、互联网密码、证书、密钥和身份。在大多数情况下，我们用到的都是通用密码
    • 钥匙串的使用和字典非常的相似
    • 用原生的 Security.framework 就可以实现钥匙串的访问、读写。但是只能在真机上进行。通常我们使用KeychainItemWrapper来完成钥匙串的加密。
  • 钥匙串的使用
    • 拷贝钥匙串类到工程中
    • 引入标准头文件
    • 生成钥匙串对象
    • 存储加密的数据
    • 获得钥匙串对象
    • 获取加密的数据

使用第三方类：KeychainItemWrapper

注意：

  • 引入的头文件是MRC模式的,需要进行混编
  • 获取对象的时候Identify必须一致
  • 非系统key值是无法添加到字典中的

设置ARC&MRC混编

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 1 #import "ViewController.h" 2 #import "KeychainItemWrapper.h" 3  4 @interface ViewController () 5  6 @end 7  8 @implementation ViewController 9 10 - (void)viewDidLoad {11 #pragma mark - 钥匙串加密方式12     // 1、创建钥匙串对象，通过相同的标记创建的钥匙串中具有相同的数据,可以看做是一个对象13     // 参数1：标识，用于识别加密的内容(回传标识符)14     // 参数2：分组 一般为nil15     KeychainItemWrapper *keycharinItem = [[KeychainItemWrapper alloc] initWithIdentifier:@"myItemWrapper" accessGroup:nil];16     // 常用于加密用户名和密码17     // 系统提供的键值对中的两个键，非系统的键是没法加到字典中的18     id kUserName = (__bridge id)kSecAttrAccount;19     id kPasswordKey = (__bridge id)kSecValueData;20     [keycharinItem setObject:@"MBboy" forKey:kUserName];21     [keycharinItem setObject:@"123456" forKey:kPasswordKey];22     // 从keychain中获取存储的数据23     NSString *userName = [keycharinItem objectForKey:kUserName];24     NSString *password = [keycharinItem objectForKey:kPasswordKey];25     NSLog(@"username = %@, password = %@", userName, password);26 }27 28 @end

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四、公钥加密(RSA)

  • 公钥加密简介
    • 公钥加密也叫非对称加密
    • 常用算法有RSA、ElGamal、背包算法、Rabin等等,IOS中用的最多的是RSA
    • iOS 使用 RSA 加密, 只需要公钥
  • RSA基本原理
    RSA使用"秘匙对"对数据进行加密解密.在加密解密数据前,需要先生成公钥(public key)和私钥(private key).
    　　公钥(public key): 用于加密数据. 用于公开, 一般存放在数据提供方, 例如iOS客户端.
    　　私钥(private key): 用于解密数据. 必须保密, 私钥泄露会造成安全问题.
    公钥和私钥都是使用证书生成的，并非我们自定义字符串就可以。
  •  使用openssl生成密匙对
    终端命令：
    创建一个文件夹，使用"cd 文件夹路径" 到该文件夹下 例如：cd /Users/zhaoce/Desktop/公钥加密
    然后逐条执行下列代码，会在该文件夹下生成7个文件
     1 - #!/usr/bin/env bash 2 - echo "Generating RSA key pair ..." 3 - echo "1024 RSA key: private_key.pem" 4 - openssl genrsa -out private_key.pem 1024 5 - 6 - echo "create certification require file: rsaCertReq.csr" 7 - openssl req -new -key private_key.pem -out rsaCertReq.csr 8 - 9 - echo "create certification using x509: rsaCert.crt"10 - openssl x509 -req -days 3650 -in rsaCertReq.csr -signkey private_key.pem -out rsaCert.crt11 -12 - echo "create public_key.der For IOS"13 - openssl x509 -outform der -in rsaCert.crt -out public_key.der14 -15 - echo "create private_key.p12 For IOS. Please remember your password. The password will be used in iOS."16 - openssl pkcs12 -export -out private_key.p12 -inkey private_key.pem -in rsaCert.crt17 -18 - echo "create rsa_public_key.pem For Java"19 - openssl rsa -in private_key.pem -out rsa_public_key.pem -pubout20 - echo "create pkcs8_private_key.pem For Java"21 - openssl pkcs8 -topk8 -in private_key.pem -out pkcs8_private_key.pem -nocrypt22 -23 - echo "finished."

     

    生成7个文件

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　　公钥所在文件：rsa_public_key.pem

　　私钥所在文件：pkcs8_private_key.pem

　　然后使用终端命令："cat 文件名"获取文件中的密钥

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　　在工程中导入第三方类：RSA

　　在从终端复制密钥到Xcode中时会复制上回车符，需要大家手动删除，注意不要多删

 1 #import "ViewController.h" 2 #import "RSA/RSA.h" 3  4 @interface ViewController () 5  6 @end 7  8 @implementation ViewController 9 10 - (void)viewDidLoad {11     [super viewDidLoad];12     // 获取公钥私钥数据13     // 公钥：iOS客户端使用，我们拿到公钥以后，只需要根据公钥处理数据就可以14     NSString *publicKey = @"-----BEGIN PUBLIC KEY-----MIGfMA0GCSqGSIb3DQEBAQUAA4GNADCBiQKBgQC9YE8sZKdQWUZRBKDeF8xxlDcoRlT5QOJcQ7AOLc3Gswjs1fVmpPvX4E/NEV2KS0f0NEeT3URsv3LmnS6v3CTvUqbk2+SabQFiq4jfTuyW5OFYVadX6vzZnKHdX35Z7LZNwfc+slFqfWdMVyLSSoq8br87v6uonM05Mk1Mf8rK4QIDAQAB-----END PUBLIC KEY-----";15     16     // 私钥：用于解密数据的，不能泄露，否则会造成信息不安全17     NSString *privateKey = @"-----BEGIN PRIVATE KEY-----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-----END PRIVATE KEY-----";18     19     // 创建字符串20     NSString *testStr = @"小暖心";21     // 创建存储公钥加密后的字符串,并使用RSA进行加密处理22     // 参数1：需要加密的内容23     // 参数2：公钥字符串24     NSString *encPublicKey = [RSA encryptString:testStr publicKey:publicKey];25     // 创建存储用私钥解密后的字符串26     // 参数1：由JAVA后台提供27     // 参数2：私钥字符串28     NSString *result = @"";  // 经过加密之后需要把加密的内容传给后台，此时后台会返回一个字符串29     NSString *encPrivateKey = [RSA decryptString:result privateKey:privateKey];30     NSLog(@"%@", encPublicKey);31     NSLog(@"%@", encPrivateKey);32 }33 34 @end

 

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