iOS:密码学(对称加密)
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数据的加密方和解密方共用一个相同的密钥来进行对数据的加解密
概要
本篇内容主要说明对称加密算法（AES）的使用。
算法特点
- 传统加密算法，加密可逆（解密）；
- 加密和解密使用同一个密钥（密钥的保密从而变得尤为重要，密钥一般会定期更换）。
经典算法
- DES：数据加密标准（加密强度不够，用的较少）；
- 3DES：使用三个密钥，对相同的数据进行三次加密（密钥管理非常麻烦，用的较少）；
- AES：高级密码标准（美国国家安全局加密标准，现有手段暴力破解需要2000万年）。
加密方式
- ECB：电子代码本，每一个数据块独立加密；
- CBC：密码块链，使用一个密钥和一个初始化向量（IV）对数据进行加密。每一个数据块的加密依赖于上一个数据块。
AES
实现说明
- 支持的AES key size 有 128位，192位，256位；
- 数据填充方式：kCCOptionPKCS7Padding；
- 分组模式：cbc, ecb，具体实现封装为NSData的Category；
先引入头文件：
~~~objective-c
#import "NSData+AES.h"
#import <CommonCrypto/CommonCryptor.h>
~~~CBC加密
AES CBC模式加密需要一个key和一个向量iv；
key 长度16字节，24字节，32字节，iv 16字节：
~~~objective-c
/**
AES cbc 加密
@param key 长度16字节，24字节，32字节
@param iv 16字节
@return 加密结果data
*/
- (NSData *)AESCBCEncryptWith:(NSData *)key iv:(NSData *)iv {
NSData *retData = nil;
NSUInteger dataLength = [self length];
size_t bufferSize = dataLength + kCCBlockSizeAES128;
void *buffer = malloc(bufferSize);
bzero(buffer, bufferSize);
size_t numBytesEncrypted = 0;
CCCryptorStatus cryptStatus = CCCrypt(kCCEncrypt, kCCAlgorithmAES128,
kCCOptionPKCS7Padding,
key.bytes, key.length,
iv.bytes,
self.bytes, self.length,
buffer, bufferSize,
&numBytesEncrypted);
if (cryptStatus == kCCSuccess) {
retData = [NSData dataWithBytes:buffer length:numBytesEncrypted];
}
free(buffer);
return retData;
}
~~~CBC解密
```objective-c
/**
AES cbc 解密
@param key 长度16字节，24字节，32字节
@param iv 16字节
@return 解密结果data
*/
- (NSData *)AESCBCDecryptWith:(NSData *)key iv:(NSData *)iv {
NSData *retData = nil;
NSUInteger dataLength = [self length];
size_t bufferSize = dataLength + kCCBlockSizeAES128;
void *buffer = malloc(bufferSize);
bzero(buffer, bufferSize);
size_t numBytesEncrypted = 0;
CCCryptorStatus cryptStatus = CCCrypt(kCCDecrypt, kCCAlgorithmAES128,
kCCOptionPKCS7Padding,
key.bytes, key.length,
iv.bytes,
self.bytes, self.length,
buffer, bufferSize,
&numBytesEncrypted);
if (cryptStatus == kCCSuccess) {
retData = [NSData dataWithBytes:buffer length:numBytesEncrypted];
}
free(buffer);
return retData;
}
```ECB加密
```objective-c
/**
AES ecb 加密
@param key 长度16字节，24字节，32字节
@return 加密结果data
*/
- (NSData *)AESECBEncryptWith:(NSData *)key {
NSData *retData = nil;
NSUInteger dataLength = [self length];
size_t bufferSize = dataLength + kCCBlockSizeAES128;
void *buffer = malloc(bufferSize);
bzero(buffer, bufferSize);
size_t numBytesEncrypted = 0;
CCCryptorStatus cryptStatus = CCCrypt(kCCEncrypt, kCCAlgorithmAES128,
kCCOptionPKCS7Padding|kCCOptionECBMode,
key.bytes, key.length,
NULL,
self.bytes, self.length,
buffer, bufferSize,
&numBytesEncrypted);
if (cryptStatus == kCCSuccess) {
retData = [NSData dataWithBytes:buffer length:numBytesEncrypted];
}
free(buffer);
return retData;
}
```ECB解密
```objective-c
/**
AES ecb 解密
@param key 长度16字节，24字节，32字节
@return 解密结果data
*/
- (NSData *)AESECBDecryptWith:(NSData *)key {
NSData *retData = nil;
NSUInteger dataLength = [self length];
size_t bufferSize = dataLength + kCCBlockSizeAES128;
void *buffer = malloc(bufferSize);
bzero(buffer, bufferSize);
size_t numBytesEncrypted = 0;
CCCryptorStatus cryptStatus = CCCrypt(kCCDecrypt, kCCAlgorithmAES128,
kCCOptionPKCS7Padding|kCCOptionECBMode,
key.bytes, key.length,
NULL,
self.bytes, self.length,
buffer, bufferSize,
&numBytesEncrypted);
if (cryptStatus == kCCSuccess) {
retData = [NSData dataWithBytes:buffer length:numBytesEncrypted];
}
free(buffer);
return retData;
}
```总结
对称加密是一种高效的加密方式，AES加密方式是其中最为安全有效的一种；
但由于对称加密的特点：加密方和解密方共用同一个密钥进行加解密操作，因此对于密钥的保存尤为重要，在实际生产环境中，经常配合RSA进行体系加密，由RSA加密AES的key，发放到客户端解密，客户端拿到key后再进行AES的加密传输。