对称密钥密码使用同一的密钥加密息争密数据


AES简介

美利哥国家标准技术切磋所在二〇〇〇年公布了高档加密标准(AES)。AES是1个对称分组密码算法,目的在于取代DES成为普遍使用的专业。

基于使用的密码长度,AES最常见的有3种密钥方案,用以适应不同的风貌需要,分别是AES-12八,AES-192和AES-256,与集体密钥密码使用密钥对不一样,对称密钥密码使用相同的密钥加密和平解决密数据,

 

注意事项:1.AES加密的时候分为很多情势的。除了ECB不须求安装IV  
 其余形式都急需安装iv(那是人家告诉小编的);假如你使用的不是ECB方式,别的格局千万记得设置IV;

 

AES加密方式和填充方式

算法/格局/填充                16字节加密后数据长度       
不满16字节加密后长度
AES/CBC/NoPadding             16                          不支持
AES/CBC/PKCS5Padding          32                          16
AES/CBC/ISO10126Padding       32                          16
AES/CFB/NoPadding             16                          原始数据长度
AES/CFB/PKCS5Padding          32                          16
AES/CFB/ISO10126Padding       32                          16
AES/ECB/NoPadding             16                          不支持
AES/ECB/PKCS5Padding          32                          16
AES/ECB/ISO10126Padding       32                          16
AES/OFB/NoPadding             16                          原始数据长度
AES/OFB/PKCS5Padding          32                          16
AES/OFB/ISO10126Padding       32                          16
AES/PCBC/NoPadding            16                          不支持
AES/PCBC/PKCS5Padding         32                          16
AES/PCBC/ISO10126Padding      32                          16

 

Base64编码

据我说知,苹果并没有提供API来是实现Base64编码,所以需要看官在网上寻找验证,还好,这并不难

感谢Lonely__angelababa的提醒,苹果是有Base64的API,截图如下:

苹果提供Base64API.png

Base64编码的怀想是是拔取64个基本的ASCII码字符对数据进行重新编码。它将急需编码的多寡拆分成字节数组。以3个字节为一组。按顺序排列24 位数据,再把这二十几位数据分为4组,即每组6位。再在每组的的最高位前补两个0凑足一个字节。这样就把一个3字节为一组的数据重新编码成了4个字节。当所要编码的数目的字节数不是3的整倍数,约等于说在分组时最终一组不够贰个字节。那时在最后一组填充1到三个0字节。并在终极编码完结后在终极添加1到一个“=”。

例:将对ABC进行BASE64编码:

1、首先取ABC对应的ASCII码值。A(65)B(66)C(67);

二,再取二进制值A(0一千001)B(0一千010)C(0一千011);

叁,然后把那多少个字节的二进制码接起来(01000001010000100一千011);

4、再以7个人为单位分为四个数据块,并在高高的位填充五个0后形成六个字节的编码后的值,(00010000)(00010100)(00001001)(00000011),其中加色部分为真正数据;

伍,再把这多少个字节数据转化成10进制数得(16)(20)(9)(3);

陆,最终依据BASE64给出的6陆个着力字符表,查出对应的ASCII码字符(Q)(U)(J)(D),那里的值实际就是数额在字符表中的索引。

Base64编码表

解码进度就是把五个字节再还原成三个字节再依照不一致的数量情势把字节数组重新整理成数据。

Base64很直观的目的就是让二进制文件转发为6五个基本的ASCII码字符。

AES

系统也并没有间接提供诸如DES、AES的API,不过提供了加密解密的相关操作CommonCrypto,DES大概AES的贯彻,须求大家同心同德包装一下。

加密是由算法/模式/填充组成的,算法是DES,AES等,
格局是EBC,CBC等,iOS和Android的填充是不雷同的:

mac支持:

NoPadding (NoPadding就是不填充,也就是自定义填充)

PKCS7Padding

而java支持:

NoPadding

ISO10126Padding

永利网上娱乐,OAEPPadding, OAEPWith<digest>And<mgf>Padding

PKCS1Padding

PKCS5Padding

SSL3Padding

接下去大家引入一些背景知识:

在密码学中,分组加密(Block
cipher,又称分块加密),是一种对称密钥算法。它将公开分成八个等长的模块(block),使用规定的算法和对称密钥对每组分别加密解密。分组加密是极其紧要的加密协议组成,其中典型的如DES和AES作为美利哥政党裁决的正规化加密算法,应用领域从电子邮件加密到银行交易转帐,十一分广泛。

密码学中的工作模式:

最早出现的做事方式,ECB,CBC,OFB和CFB可以追溯到壹玖捌叁年。二零零二年,NIST修订了其原头阵布的行事格局工作列表,参与了AES,并参与了CTLacrosse形式。最终,在2009年十二月,NIST出席了XTS-AES,而任何的可相信格局并从未为NIST所认证。例如CTS是一种密文窃取的方式,许多科普的密码学运行库提供了那种方式。

密码学中,块密码的行事方式允许使用同一个块密码密钥对多于一块的数额开展加密,并有限支撑其安全性。块密码本人只好加密长度等于密码块长度的单块数据,若要加密变长数据,则数据必须先被剪切为局部独门的密码块。平时而言,最后一块数据也需求运用卓殊填充方式将数据扩大到适合密码块大小的长短。一种工作情势描述了加密每一数据块的经过,并不时使用基于多个平日称为初始化向量的叠加输入值以开展随机化,以保障安全。

初始化向量

伊始化向量(IV,Initialization
Vector)是很多行事格局中用来随机化加密的一块数据,因而可以由同样的公开,相同的密钥暴发不一样的密文,而无需再次暴发密钥,防止了普通格外复杂的这一历程。

开端化向量与密钥相比较有例外的安全性要求,由此IV平时并非保密,但是在半数以上状态中,不该在动用同样密钥的景观下三遍接纳同三个IV。对于CBC和CFB,重用IV会导致败露明文第一个块的少数消息,亦蕴涵五个不等消息中同样的前缀。对于OFB和CT奇骏而言,重用IV会导致全盘失去安全性。其它,在CBC格局中,IV在加密时务必是心有余而力不足预测的;特其余,在广大兑现中行使的发出IV的形式,例如SSL2.0采用的,即利用上二个音信的末段一块密文作为下三个音讯的IV,是不安全的。

瞩目:ECB格局不需要先导化向量,之所以提一句,是因为自个儿用的ECB格局。

填充

块密码只好对规定长度的数量块进行拍卖,而音讯的长短一般是可变的。由此部分格局(即ECB和CBC)需求最后一块在加密前开展填空。有数种填充方法,其中最简易的一种是在平文的末梢填充空字符以使其尺寸为块长度的整数倍,但必须保险能够过来平文的本来长度;例如,若平文是C语言风格的字符串,则唯有串尾会有空字符。稍微复杂一点的不二法门则是原本的DES使用的情势,即在数额后添加四个一位,再添加丰裕的0位直到满意块长度的须求;若音讯长度刚好符合块长度,则增进三个填充块。最复杂的则是对准CBC的点子,例如密文窃取,残块终结等,不会发出额外的密文,但会增多部分复杂度。Bruce·施奈尔和尼尔斯·Ferguson指出了三种简易的只怕:添加三个值为128的字节(十六进制的80),再以0字节填满最终二个块;或向终极一个块填充n个值均为n的字节。

CFB,OFB和CT牧马人格局不需求对长度不为密码块大小整数倍的音信进行尤其的拍卖。因为这么些方式是经过对块密码的出口与平文举办异或工作的。最终3个平文块(只怕是不完整的)与密钥流块的前多少个字节异或后,爆发了与该平文块大小一样的密文块。流密码的那性情情使得它们得以应用在必要密文和平文数据长度严俊相等的场所,也得以采取在以流格局传输数据而不便利举办填写的场合。

注意:ECB情势是亟需填写的。

ECB:
最简易的加密方式即为电子密码本(Electronic
codebook,ECB)情势。须要加密的新闻根据块密码的块大小被分成数个块,并对各个块举办独立加密。

ECB加密

ECB解密

本办法的败笔在于同样的平文块会被加密成相同的密文块;因此,它无法很好的隐蔽数据方式。在少数场馆,那种艺术无法提供严酷的多寡保密性,因而并不推荐用于密码协议中。下边的例子彰显了ECB在密文中体现平文的方式的水准:该图像的多少个位图版本(上图)通过ECB形式可能会被加密成中图,而非ECB方式平常会将其加密成最下图。

原图

利用ECB情势加密

提供了伪随机性的非ECB情势

原图是采用CBC,CTPAJERO或任何其余的更安全的形式加密最下图只怕发生的结果——与随机噪声无异。注意最下图看起来的随机性并不可以代表图像已经被安全的加密;许多不安全的加密法也大概暴发那种“随机的”输出。

ECB格局也会导致使用它的合计不可以提供数据完整性尊敬,易受到回放攻击的熏陶,因而种种块是以完全相同的点子解密的。例如,“梦幻之星在线:玉石白脉冲”在线电子游戏使用ECB形式的Blowfish密码。在密钥交流系统被破解而发出更简短的破解方式前,作弊者重复通过发送加密的“杀死怪物”音信包以专擅的快速扩充阅历值。

其余方式在此就不进行了,详情请转块密码的干活形式
,进一步精通CBC、CFB、OFB、CT昂科拉等形式。

把最器重的函数摘出来解释一下:

/*!
    @function   CCCrypt
    @abstract   Stateless, one-shot encrypt or decrypt operation.
                This basically performs a sequence of CCCrytorCreate(),
                CCCryptorUpdate(), CCCryptorFinal(), and CCCryptorRelease().

    @param      alg             Defines the encryption algorithm.


    @param      op              Defines the basic operation: kCCEncrypt or
                    kCCDecrypt.

    @param      options         A word of flags defining options. See discussion
                                for the CCOptions type.

    @param      key             Raw key material, length keyLength bytes. 

    @param      keyLength       Length of key material. Must be appropriate 
                                for the select algorithm. Some algorithms may 
                                provide for varying key lengths.

    @param      iv              Initialization vector, optional. Used for 
                                Cipher Block Chaining (CBC) mode. If present, 
                                must be the same length as the selected 
                                algorithm's block size. If CBC mode is
                                selected (by the absence of any mode bits in 
                                the options flags) and no IV is present, a 
                                NULL (all zeroes) IV will be used. This is 
                                ignored if ECB mode is used or if a stream 
                                cipher algorithm is selected. 

    @param      dataIn          Data to encrypt or decrypt, length dataInLength 
                                bytes. 

    @param      dataInLength    Length of data to encrypt or decrypt.

    @param      dataOut         Result is written here. Allocated by caller. 
                                Encryption and decryption can be performed
                                "in-place", with the same buffer used for 
                                input and output. 

    @param      dataOutAvailable The size of the dataOut buffer in bytes.  

    @param      dataOutMoved    On successful return, the number of bytes
                    written to dataOut. If kCCBufferTooSmall is
                returned as a result of insufficient buffer
                space being provided, the required buffer space
                is returned here. 

    @result     kCCBufferTooSmall indicates insufficent space in the dataOut
                                buffer. In this case, the *dataOutMoved 
                                parameter will indicate the size of the buffer
                                needed to complete the operation. The 
                                operation can be retried with minimal runtime 
                                penalty. 
                kCCAlignmentError indicates that dataInLength was not properly 
                                aligned. This can only be returned for block 
                                ciphers, and then only when decrypting or when 
                                encrypting with block with padding disabled. 
                kCCDecodeError  Indicates improperly formatted ciphertext or
                                a "wrong key" error; occurs only during decrypt
                                operations. 
 */  

CCCryptorStatus CCCrypt(
    CCOperation op,         /* 枚举值,确认是加密操作,还是解密操作 */
    CCAlgorithm alg,        /* 枚举值,确认加解密的算法,如kCCAlgorithmAES128、kCCAlgorithmDES */
    CCOptions options,      /* 枚举值,kCCOptionPKCS7Padding | kCCOptionECBMode,经我调查,这样就是ECB模式,并以PKCS7来填充*/
    const void *key,
    size_t keyLength,
    const void *iv,         /* 初始化向量(NULLoptional initialization vector),ECB模式写NULL就行 */
    const void *dataIn,     /* optional per op and alg */
    size_t dataInLength,
    void *dataOut,          /* data RETURNED here */
    size_t dataOutAvailable,
    size_t *dataOutMoved)  

上边说到,iOS和Android填充是不一样的,这咋做?听大人说,PKCS7Padding是兼容PKCS5Padding的,小编在与安卓联合测试中,确实尚未难题。

把自身用的AES加密摘出来吧:

自个儿用的是多个NSData类目NSData+AES,密钥是1二十七个人的,即十六个字节,加密解密方法的贯彻如下(记得引#import <CommonCrypto/CommonCryptor.h>):

加密:

- (NSData *)AES128EncryptWithKey:(NSString *)key
{
    // 'key' should be 32 bytes for AES256, will be null-padded otherwise
    char keyPtr[kCCKeySizeAES128+1]; // room for terminator (unused)
    bzero(keyPtr, sizeof(keyPtr)); // fill with zeroes (for padding)

    // fetch key data
    [key getCString:keyPtr maxLength:sizeof(keyPtr) encoding:NSUTF8StringEncoding];

    NSUInteger dataLength = [self length];

    //See the doc: For block ciphers, the output size will always be less than or
    //equal to the input size plus the size of one block.
    //That's why we need to add the size of one block here
    size_t bufferSize = dataLength + kCCBlockSizeAES128;
    void *buffer = malloc(bufferSize);

    size_t numBytesEncrypted = 0;
    CCCryptorStatus cryptStatus = CCCrypt(kCCEncrypt, kCCAlgorithmAES128, kCCOptionPKCS7Padding | kCCOptionECBMode,
                                          keyPtr, kCCKeySizeAES128,
                                          NULL /* initialization vector (optional) */,
                                          [self bytes], dataLength, /* input */
                                          buffer, bufferSize, /* output */
                                          &numBytesEncrypted);
    if (cryptStatus == kCCSuccess) {
        //the returned NSData takes ownership of the buffer and will free it on deallocation
        return [NSData dataWithBytesNoCopy:buffer length:numBytesEncrypted];
    }

    free(buffer); //free the buffer;
    return nil;
}  

解密:

- (NSData *)AES128DecryptWithKey:(NSString *)key {
    // 'key' should be 32 bytes for AES256, will be null-padded otherwise
    char keyPtr[kCCKeySizeAES128+1]; // room for terminator (unused)
    bzero(keyPtr, sizeof(keyPtr)); // fill with zeroes (for padding)

    // fetch key data
    [key getCString:keyPtr maxLength:sizeof(keyPtr) encoding:NSUTF8StringEncoding];

    NSUInteger dataLength = [self length];

    //See the doc: For block ciphers, the output size will always be less than or
    //equal to the input size plus the size of one block.
    //That's why we need to add the size of one block here
    size_t bufferSize = dataLength + kCCBlockSizeAES128;
    void *buffer = malloc(bufferSize);

    size_t numBytesDecrypted = 0;
    CCCryptorStatus cryptStatus = CCCrypt(kCCDecrypt, kCCAlgorithmAES128, kCCOptionPKCS7Padding| kCCOptionECBMode,
                                          keyPtr, kCCKeySizeAES128,
                                          NULL /* initialization vector (optional) */,
                                          [self bytes], dataLength, /* input */
                                          buffer, bufferSize, /* output */
                                          &numBytesDecrypted);

    if (cryptStatus == kCCSuccess) {
        //the returned NSData takes ownership of the buffer and will free it on deallocation
        return [NSData dataWithBytesNoCopy:buffer length:numBytesDecrypted];
    }

    free(buffer); //free the buffer;
    return nil;
}  

参照小说


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