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一、Base64编码
加密和base64编码过程
1.Base64简单说明
描述：Base64可以成为密码学的基石，非常重要。
特点：可以将任意的二进制数据进行Base64编码
结果：所有的数据都能被编码为并只用65个字符就能表示的文本文件。
65字符：A~Z a~z 0~9 + / =
对文件进行base64编码后文件数据的变化：编码后的数据~=编码前数据的4/3，会大1/3左右。
2.命令行进行Base64编码和解码
编码：base64 123.png -o 123.txt
解码：base64 123.txt -o test.png -D
2.Base64编码原理
1)将所有字符转化为ASCII码；
2)将ASCII码转化为8位二进制；
3)将二进制3个归成一组(不足3个在后边补0)共24位，再拆分成4组，每组6位；
4)统一在6位二进制前补两个0凑足8位；
5)将补0后的二进制转为十进制；
6)从Base64编码表获取十进制对应的Base64编码；
处理过程说明：
a.转换的时候，将三个byte的数据，先后放入一个24bit的缓冲区中，先来的byte占高位。
b.数据不足3byte的话，于缓冲区中剩下的bit用0补足。然后，每次取出6个bit，按照其值选择查表选择对应的字符作为编码后的输出。
c.不断进行，直到全部输入数据转换完成。
d.如果最后剩下两个输入数据，在编码结果后加1个“=”；
e.如果最后剩下一个输入数据，编码结果后加2个“=”；
f.如果没有剩下任何数据，就什么都不要加，这样才可以保证资料还原的正确性。
3.实现
a.说明：
1）从iOS7.0 开始，苹果就提供了base64的编码和解码支持
2)如果是老项目，则还能看到base64编码和解码的第三方框架，如果当前不再支持iOS7.0以下版本，则建议替换。
b.相关代码：
//给定一个字符串，对该字符串进行Base64编码，然后返回编码后的结果
-(NSString *)base64EncodeString:(NSString *)string
{
//1.先把字符串转换为二进制数据
NSData *data = [string dataUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding];
//2.对二进制数据进行base64编码，返回编码后的字符串
return [data base64EncodedStringWithOptions:0];
}
//对base64编码后的字符串进行解码
-(NSString *)base64DecodeString:(NSString *)string
{
//1.将base64编码后的字符串『解码』为二进制数据
NSData *data = [[NSData alloc]initWithBase64EncodedString:string options:0];
//2.把二进制数据转换为字符串返回
return [[NSString alloc]initWithData:data encoding:NSUTF8StringEncoding];
}
c.终端测试命令
$ echo -n A | base64
$ echo -n QQ== |base64 -D
二、散列函数
单向散列函数
1、MD5
MD5的加密代码在分类中，使用时直接拖进去就行了
MD5改进
消息认证码(HMAC)
用的时候直接调用该方法
三、对称加密
2.经典算法
1）DES 数据加密标准
2）3DES 使用3个密钥，对消息进行（密钥1·加密）+（密钥2·解密）+（密钥3·加密）
3）AES 高级加密标准
3.分组密码简单说明
密码算法可以分为分组密码和流密码两种。
分组密码：每次只能处理特定长度的一zu数据的一类密码算法。一个分组的比特数量就称之为分组长度。
ex:DES和3DES的分组长度都是64比特。即每次只能加密64比特的明文，并生成64比特的密文。AES的分组长度有128比特、192比特和256比特可以选择。
流密码：对数据流进行连续处理的一类算法。流密码中一般以1比特、8比特或者是32比特等作为单位俩进行加密和解密。
4.ECB分组模式
ECB模式的全称为Electronic CodeBook模式。又成为电子密码本模式。
特点：
1）使用ECB模式加密的时候，相同的明文分组会被转换为相同的密文分组。
2）类似于一个巨大的明文分组-》密文分组的对照表。
终端测试命令：
加密 $ openssl enc -des-ecb -K 616263 -nosalt -in 123.txt -out 123.bin
解密 $ openssl enc -des-ecb -K 616263 -nosalt -in 123.bin -out 1231.txt -d
5.CBC分组模式
CBC模式全称为Cipher Block Chainning模式（密文分组链接模式|电子密码链条）
特点：在CBC模式中，首先将明文分组与前一个密文分组进行XOR运算，然后再进行加密。
终端命令：
加密 $ openssl enc -des-cbc -K 616263 -iv 0102030405060708 -nosalt -in a.txt -out a.bin
解密 $ openssl enc -des-cbc -K 616263 -iv 0102030405060708 -nosalt -in a.bin -out a1.txt -d
--------------------------代码如下---------------------------
#import "ViewController.h"
#import "EncryptionTools.h"
@interface ViewController ()
@end
@implementation ViewController
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
//DES-AES
NSString *string = @"haha";
NSString *keyString = @"abc";
//AES -ECB
/* 参数说明
* 该方法内部会对加密之后得到的密文进行base64编码
* 第一个参数:要加密的字符串
* 第二个参数:密钥
* 第三个参数:初始向量(在CBC中用到，ECB中为nil)
*/
//终端命令: echo -n "haha" | openssl enc -aes-128-ecb -K 616263 -nosalt |base64
NSLog(@"AES-ECB 加密:%@",[[EncryptionTools sharedEncryptionTools] encryptString:string keyString:keyString iv:nil]);
//终端命令: echo -n "MIoAu+xUEpQZSUmkZUW6JQ==" |base64 -D |openssl enc -aes-128-ecb -K 616263 -nosalt -d
NSLog(@"AES-ECB 解密:%@",[[EncryptionTools sharedEncryptionTools] decryptString:@"MIoAu+xUEpQZSUmkZUW6JQ==" keyString:keyString iv:nil]);
//AES -CBC
uint8_t iv[8] = {1,2,3,4,5,6,7,8};
NSData *data = [[NSData alloc]initWithBytes:iv length:sizeof(iv)];
//终端命令: echo -n "haha" |openssl enc -aes-128-cbc -K 616263 -nosalt -iv 0102030405060708 |base64
NSLog(@"AES-CBC 加密:%@",[[EncryptionTools sharedEncryptionTools] encryptString:string keyString:keyString iv:data]);
//终端命令: echo -n "E/wWqUTiw/E+1DThAzV39A==" |base64 -D |openssl enc -aes-128-cbc -K 616263 -nosalt -iv 0102030405060708 -d
NSLog(@"AES-CBC 解密:%@",[[EncryptionTools sharedEncryptionTools] decryptString:@"E/wWqUTiw/E+1DThAzV39A==" keyString:keyString iv:data]);
//DES -ECB
[EncryptionTools sharedEncryptionTools].algorithm = kCCAlgorithmDES; //设置加密方式为DES
//终端命令: echo -n "haha" |openssl enc -des-ecb -K 616263 -nosalt |base64
NSLog(@"DES-ECB 加密:%@",[[EncryptionTools sharedEncryptionTools] encryptString:string keyString:keyString iv:nil]);
//终端命令: echo -n "b2Z9CtPer5Y=" |base64 -D |openssl enc -des-ecb -K 616263 -nosalt -d
NSLog(@"DES-ECB 解密:%@",[[EncryptionTools sharedEncryptionTools] decryptString:@"b2Z9CtPer5Y=" keyString:keyString iv:nil]);
//DES-CBC
//终端命令: echo -n "haha" |openssl enc -des-ecb -K 616263 -nosalt -iv 0102030405060708 |base64
//终端命令: echo -n "b2Z9CtPer5Y=" |base64 -D |openssl enc -des-ecb -K 616263 -iv 0102030405060708 -nosalt -d
//abc == 616263
//520it == 3532 3069 74
}
@end
四、非对称加密
1.非对称加密的特点
1）使用公钥加密，使用私钥解密
2）公钥是公开的，私钥保密
3）加密处理安全，但是性能极差
非对称加密过程
2.经典算法---RSA
1）RSA 原理
（1）求N，准备两个质数p和q,N = p x q
（2）求L,L是p-1和q-1的最小公倍数。L = lcm（p-1,q-1）
（3）求E，E和L的最大公约数为1（E和L互质）
（4）求D，E x D mode L = 1
2）RSA加密小实践
（1）p = 17,q = 19 =>N = 323
（2）lcm（p-1,q-1）=>lcm（16，18）=>L= 144
（3）gcd（E,L）=1 =>E=5
（4）E乘以几可以mode L =1? D=29可以满足
（5）得到公钥为：E=5,N=323
（6）得到私钥为：D=29,N=323
（7）加密 明文的E次方 mod N = 123的5次方 mod 323 = 225（密文）
（8）解密 密文的D次方 mod N = 225的29次方 mod 323 = 123（明文）
----------------
3）openssl生成密钥命令
生成强度是 512 的 RSA 私钥：$ openssl genrsa -out private.pem 512
以明文输出私钥内容：$ openssl rsa -in private.pem -text -out private.txt
校验私钥文件：$ openssl rsa -in private.pem -check
从私钥中提取公钥：$ openssl rsa -in private.pem -out public.pem -outform PEM -pubout
以明文输出公钥内容：$ openssl rsa -in public.pem -out public.txt -pubin -pubout -text
使用公钥加密小文件：$ openssl rsautl -encrypt -pubin -inkey public.pem -in msg.txt -out msg.bin
使用私钥解密小文件：$ openssl rsautl -decrypt -inkey private.pem -in msg.bin -out a.txt
将私钥转换成 DER 格式：$ openssl rsa -in private.pem -out private.der -outform der
将公钥转换成 DER 格式：$ openssl rsa -in public.pem -out public.der -pubin -outform der
-----------------
五、数字证书
数字证书 = 公钥 + 数字签名（CA）
---------------------------数字签名-------------------------
1.数字签名的应用场景
答：需要严格验证发送方身份信息情况
2.数字签名原理
1）客户端处理
①对"消息"进行 HASH 得到 "消息摘要"
②发送方使用自己的私钥对"消息摘要" 加密(数字签名)
③把数字签名附着在"报文"的末尾一起发送给接收方
2）服务端处理
①对"消息" HASH 得到 "报文摘要"
②使用公钥对"数字签名" 解密
③对结果进行匹配
数字签名
----------------------------------数字证书-------------------------------
1.简单说明
证书和驾照很相似，里面记有姓名、组织、地址等个人信息，以及属于此人的公钥，并有认证机构施加数字签名,只要看到公钥证书，我们就可以知道认证机构认证该公钥的确属于此人
2.数字证书的内容
1）公钥
2）认证机构的数字签名
3.证书的生成步骤
1）生成私钥 openssl genrsa -out private.pem 1024
2）创建证书请求 openssl req -new -key private.pem -out rsacert.csr
3）生成证书并签名，有效期10年 openssl x509 -req -days 3650 -in rsacert.csr -signkey private.pem -out rsacert.crt
4）将 PEM 格式文件转换成 DER 格式 openssl x509 -outform der -in rsacert.crt -out rsacert.der
5）导出P12文件 openssl pkcs12 -export -out p.p12 -inkey private.pem -in rsacert.crt
4.iOS开发中的注意点
1）在iOS开发中，不能直接使用 PEM 格式的证书，因为其内部进行了Base64编码，应该使用的是DER的证书，是二进制格式的
2）OpenSSL默认生成的都是PEM格式的证书
非对称加密处理（RSA算法）使用第一步
--------------------------使用RSA加密代码如下（非对称加密处理）---------------------
#import "ViewController.h"
#import "RSACryptor.h"
@interface ViewController ()
@end
@implementation ViewController
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
//使用公钥来进行加密,使用私钥来进行解密
//01 加载公钥
[[RSACryptor sharedRSACryptor] loadPublicKey:[[NSBundle mainBundle] pathForResource:@"rsacert.der" ofType:nil]];
//02 对数据加密
NSData *data = [[RSACryptor sharedRSACryptor] encryptData:[@"520it" dataUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding]];
//对加密得到的密文进行base64编码打印
NSLog(@"%@",[data base64EncodedStringWithOptions:kNilOptions]);
//03 加载私钥
[[RSACryptor sharedRSACryptor] loadPrivateKey:[[NSBundle mainBundle] pathForResource:@"p.p12" ofType:nil] password:@"123456"];
//04 对密文进行解密处理
NSLog(@"%@",[[NSString alloc]initWithData:[[RSACryptor sharedRSACryptor] decryptData:data] encoding:NSUTF8StringEncoding]);
}
@end
总结
数据安全原则
数据安全原则
六、HTTPS
https
1、HTTPS请求（NSURLSession）
#import "ViewController.h"
@interface ViewController ()
@end
@implementation ViewController
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
/*
HTTPS请求的时候:
[1] 证书是受信任的,什么都不用做
[2] 证书是不受信任的,是自签名的
(1) 修改配置文件,禁用ATS特性
(2) 信任并安装(数字证书)
*/
NSURL *url = [NSURL URLWithString:@"https://kyfw.12306.cn/otn/"];
NSURLSession *session = [NSURLSession sessionWithConfiguration:[NSURLSessionConfiguration defaultSessionConfiguration] delegate:self delegateQueue:nil];
[[session dataTaskWithURL:url completionHandler:^(NSData * _Nullable data, NSURLResponse * _Nullable response, NSError * _Nullable error) {
NSLog(@"%@",[[NSString alloc]initWithData:data encoding:NSUTF8StringEncoding]);
}] resume];
}
#pragma mark -----------------------
#pragma mark NSURLSessionDataDelegate
/*
challenge:挑战,质询
当我们发送的是一个HTTPS请求的时候就会调用该方法,需要在该方法中处理证书
NSURLAuthenticationMethodServerTrust:服务器信任
HTTP默认端口:80
HTTPS默认端口:443
*/
-(void)URLSession:(NSURLSession *)session task:(NSURLSessionTask *)task didReceiveChallenge:(NSURLAuthenticationChallenge *)challenge completionHandler:(void (^)(NSURLSessionAuthChallengeDisposition, NSURLCredential * _Nullable))completionHandler
{
NSLog(@"%@",challenge.protectionSpace);
//判断只有当是NSURLAuthenticationMethodServerTrust的时候才安装这个证书
if (![challenge.protectionSpace.authenticationMethod isEqualToString:NSURLAuthenticationMethodServerTrust]) {
return;
}
/*
NSURLSessionAuthChallengeUseCredential = 0, 使用证书
NSURLSessionAuthChallengePerformDefaultHandling = 1, 忽略证书
NSURLSessionAuthChallengeCancelAuthenticationChallenge = 2, 请求被取消,证书被忽略
NSURLSessionAuthChallengeRejectProtectionSpace = 3, 拒绝
*/
NSURLCredential *credential = [[NSURLCredential alloc]initWithTrust:challenge.protectionSpace.serverTrust];
completionHandler(NSURLSessionAuthChallengeUseCredential,credential);
}
@end
2、HTTPS请求（AFN）
#import "ViewController.h"
#import "AFNetworking.h"
@interface ViewController ()
@end
@implementation ViewController
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
//01 创建会话管理者对象
AFHTTPSessionManager *manager = [AFHTTPSessionManager manager];
//修改对响应的序列化方式
manager.responseSerializer = [AFHTTPResponseSerializer serializer];
//设置AFN中的安全配置
manager.securityPolicy.allowInvalidCertificates = YES; //1.1 允许接收无效的证书
manager.securityPolicy.validatesDomainName = NO; //1.2 不做域名验证
//1.3 修改info.plist文件ATS
//02 发送请求
[manager GET:@"https://kyfw.12306.cn/otn/" parameters:nil progress:nil success:^(NSURLSessionDataTask * _Nonnull task, id _Nullable responseObject) {
NSLog(@"%@",[[NSString alloc]initWithData:responseObject encoding:NSUTF8StringEncoding]);
} failure:^(NSURLSessionDataTask * _Nullable task, NSError * _Nonnull error) {
NSLog(@"error---%@",error);
}];
}
@end