iOS RSA 加解密的简单使用， 摘录
此文章摘录于几个篇文章，受益匪浅。
demo下载 码云 或者 github
一、首先了解一下几个相关概念，以方便后面遇到的问题的解决：
RSA算法：1977年由Ron Rivest、Adi Shamirh和LenAdleman发明的，RSA就是取自他们三个人的名字。算法基于一个数论：将两个大素数相乘非常容易，但要对这个乘积的结果进行因式分解却非常困难，因此可以把乘积公开作为公钥。该算法能够抵抗目前已知的所有密码攻击。RSA算法是一种非对称算法，算法需要一对密钥，使用其中一个加密，需要使用另外一个才能解密。我们在进行RSA加密通讯时，就把公钥放在客户端，私钥留在服务器。
DER, PEM：既然使用RSA需要一对密钥，那么我们当然是要先使用工具来生成这样一对密钥了。在linux、unix下，最简单方便的就是使用openssl命令行了。而DER、PEM就是生成的密钥可选择的两种文件格式。DER是Distinguished Encoding Rules的简称，是一种信息传输语法规则，在ITU X.690中定义的。在ios端，我们的公钥就是需要这样一种格式的，我们可以从Certificate, Key, and Trust Services Reference这篇文档的SecCertificateCreateWithData函数的data参数的说明中看到。而PEM格式是一种对DER进行封装的格式，他只是把der的内容进行了base64编码并加上了头尾说明。openssl命令行默认输出的都是PEM格式的文件，要能够在ios下使用，我们需要指定使用DER或者先生成PEM然后转换称DER。
使用openssl命令行生成密钥对
openssl req -x509 -out public_key.der -outform der -new -newkey rsa:1024 -keyout private_key.pem按照提示，填入私钥的密码，签名证书的组织名、邮件等信息之后，就会生成包含有公钥的证书文件public_key.der合私钥文件private_key.pem。public_key.der文件用于分发到ios客户端进行公钥加解密，而private_key.pem文件留在服务器端供php使用。当然，如果为了在服务器端进行加解密测试，那么我们还可以生成一个服务器端PHP使用的pem公钥文件：
openssl rsa -in private_key.pem -pubout -out public_key.pem上面这个命令就会根据输入的私钥文件生成pem格式的公钥文件了。从这里也可以看到，根据私钥，我们是可以生成相对应的公钥的，这也就是为什么我们要把公钥放在客户端，而不是私钥放在客户端的原因了。
二、关于加密的长度
key 长度为1024位， 1024/8 - 11 = 117, 所以一次加密内容不能超过117bytes。
key的长度为2048位，2048/8 - 11 = 245，一次加密内容不能超过245bytes。
而分段加密代码中用128为单位分段，从而使得一个密钥报错，另一个不报错。
三、使用 RSAEncryptor.h 类进行加解密
1、iOS 项目中的秘钥加载需要用P12格式，下面说说生成步骤：
- 生成证书请求文件rsaCertReq.csr
openssl req -new -key private_key.pem -out rsaCerReq.csr注意：这一步会提示输入国家、省份、mail等信息，可以根据实际情况填写，或者全部不用填写，直接全部敲回车.
- 生成证书rsaCert.crt，并设置有效时间为1年
openssl x509 -req -days 3650 -in rsaCerReq.csr -signkey private_key.pem -out rsaCert.crt- 生成供iOS使用的私钥文件private_key.p12
openssl pkcs12 -export -out private_key.p12 -inkey private_key.pem -in rsaCert.crt2、调用
//原始数据
NSString *originalString = @"这是加密的内容_123_sdlajkdla";
//使用.der和.p12中的公钥私钥加密解密
NSString *public_key_path = [[NSBundle mainBundle] pathForResource:@"public_key.der" ofType:nil];
NSString *private_key_path = [[NSBundle mainBundle] pathForResource:@"private_key.p12" ofType:nil];
//
NSString *encryptStr = [RSAEncryptor encryptString:originalString publicKeyWithContentsOfFile:public_key_path];
NSLog(@"加密前:%@", originalString);
NSLog(@"加密后:%@", encryptStr);
NSLog(@"解密后:%@", [RSAEncryptor decryptString:encryptStr privateKeyWithContentsOfFile:private_key_path password:@"123456"]);
3、注意事项
- 项目中需要添加
Security.framework依赖库 - Xcode 8 或以上版本 需要开启
Keychain Sharing开关 - 放在项目中的.der 文件需要勾选
Target Membership
文章最后补充 RSAEncryptor.h 类
四.扩展：
1.为什么一次加密的数据长度为 （密钥长度／8-11） ？
网上有说明文长度小于等于密钥长度（Bytes）-11，这说法本身不太准确，会给人感觉RSA 1024只能加密117字节长度明文。实际上，RSA算法本身要求加密内容也就是明文长度m必须0
2.看一下密钥的生成过程：
第一步，随机选择两个不相等的质数p和q。
第二步，计算p和q的乘积n。n即密钥长度。
第三步，计算n的欧拉函数φ(n)。
第四步，随机选择一个整数e，条件是1< e < φ(n)，且e与φ(n) 互质。
第五步，计算e对于φ(n)的模反元素d。
第六步，将n和e封装成公钥，n和d封装成私钥。
加密（c为密文，m为明文）： me ≡ c (mod n)
解密（c为密文，m为明文）： cd ≡ m (mod n)
对极大整数做因数分解（由n,e推出d）的难度决定了RSA算法的可靠性。换言之，对一极大整数做因数分解愈困难，RSA算法愈可靠。假如有人找到一种快速因数分解的算法，那么RSA的可靠性就会极度下降。但找到这样的算法的可能性是非常小的。今天只有短的RSA密钥才可能被暴力破解。只要密钥长度足够长，用RSA加密的信息实际上是不能被解破的。目前一般为1024 bit以上的密钥，推荐2048 bit以上。
3. 对称加密vs分对称加密？
对称加密是最快速、最简单的一种加密方式，加密（encryption）与解密（decryption）用的是同样的密钥（secret key）。对称加密有很多种算法，由于它效率很高，所以被广泛使用在很多加密协议的核心当中。对称加密通常使用的是相对较小的密钥，一般小于256 bit。因为密钥越大，加密越强，但加密与解密的过程越慢。密钥的大小既要照顾到安全性，也要照顾到效率，是一个trade-off。对称加密的一大缺点是密钥的管理与分配。
非对称加密为数据的加密与解密提供了一个非常安全的方法，它使用了一对密钥，公钥（public key）和私钥（private key）。私钥只能由一方安全保管，不能外泄，而公钥则可以发给任何请求它的人。非对称加密使用这对密钥中的一个进行加密，而解密则需要另一个密钥。虽然非对称加密很安全，但是和对称加密比起来，它非常的慢。
将两者结合起来，将对称加密的密钥使用非对称加密的公钥进行加密，然后发送出去，接收方使用私钥进行解密得到对称加密的密钥，然后双方可以使用对称加密来进行沟通。
4.1 X509 文件扩展名
首先我们要理解文件的扩展名代表什么。DER、PEM、CRT和CER这些扩展名经常令人困惑。很多人错误地认为这些扩展名可以互相代替。尽管的确有时候有些扩展名是可以互换的，但是最好你能确定证书是如何编码的，进而正确地标识它们。正确地标识证书有助于证书的管理。
4.2 编码 (也用于扩展名)
.DER = 扩展名DER用于二进制DER编码的证书。这些证书也可以用CER或者CRT作为扩展名。比较合适的说法是“我有一个DER编码的证书”，而不是“我有一个DER证书”。
.PEM = 扩展名PEM用于ASCII(Base64)编码的各种X.509 v3 证书。文件开始由一行”—– BEGIN …“开始。
4.3常用的扩展名
- .CRT = 扩展名CRT用于证书。证书可以是DER编码，也可以是PEM编码。扩展名CER和CRT几乎是同义词。这种情况在各种unix/linux系统中很常见。
- CER = CRT证书的微软型式。可以用微软的工具把CRT文件转换为CER文件（CRT和CER必须是相同编码的，DER或者PEM）。扩展名为CER的文件可以被IE识别并作为命令调用微软的cryptoAPI（具体点就是rudll32.exe cryptext.dll, CyrptExtOpenCER），进而弹出一个对话框来导入并/或查看证书内容。
- .KEY = 扩展名KEY用于PCSK#8的公钥和私钥。这些公钥和私钥可以是DER编码或者PEM编码。
CRT文件和CER文件只有在使用相同编码的时候才可以安全地相互替代。
==补充==
.h 文件
#import
@interface RSAEncryptor : NSObject
/**
* 加密方法
*
* @param str 需要加密的字符串
* @param path '.der'格式的公钥文件路径
*/
+ (NSString *)encryptString:(NSString *)str publicKeyWithContentsOfFile:(NSString *)path;
/**
* 解密方法
*
* @param str 需要解密的字符串
* @param path '.p12'格式的私钥文件路径
* @param password 私钥文件密码
*/
+ (NSString *)decryptString:(NSString *)str privateKeyWithContentsOfFile:(NSString *)path password:(NSString *)password;
/**
* 加密方法
*
* @param str 需要加密的字符串
* @param pubKey 公钥字符串
*/
+ (NSString *)encryptString:(NSString *)str publicKey:(NSString *)pubKey;
/**
* 解密方法
*
* @param str 需要解密的字符串
* @param privKey 私钥字符串
*/
+ (NSString *)decryptString:(NSString *)str privateKey:(NSString *)privKey;
@end
### .m 文件
#import "RSAEncryptor.h"
#import //NSLog(@"%d/%d block_size: %d", idx, (int)srclen, (int)block_size);
size_t data_len = srclen - idx;
if(data_len > src_block_size){
data_len = src_block_size;
}
size_t outlen = block_size;
OSStatus status = noErr;
status = SecKeyEncrypt(keyRef,
kSecPaddingPKCS1,
srcbuf + idx,
data_len,
outbuf,
&outlen
);
if (status != 0) {
NSLog(@"SecKeyEncrypt fail. Error Code: %d", status);
ret = nil;
break;
}else{
[ret appendBytes:outbuf length:outlen];
}
}
free(outbuf);
CFRelease(keyRef);
return ret;
}
/* END: Encryption with RSA public key */
#pragma mark - 使用私钥字符串解密
/* START: Decryption with RSA private key */
//使用私钥字符串解密
+ (NSString *)decryptString:(NSString *)str privateKey:(NSString *)privKey{
if (!str) return nil;
NSData *data = [[NSData alloc] initWithBase64EncodedString:str options:NSDataBase64DecodingIgnoreUnknownCharacters];
data = [self decryptData:data privateKey:privKey];
NSString *ret = [[NSString alloc] initWithData:data encoding:NSUTF8StringEncoding];
return ret;
}
+ (NSData *)decryptData:(NSData *)data privateKey:(NSString *)privKey{
if(!data || !privKey){
return nil;
}
SecKeyRef keyRef = [self addPrivateKey:privKey];
if(!keyRef){
return nil;
}
return [self decryptData:data withKeyRef:keyRef];
}
+ (SecKeyRef)addPrivateKey:(NSString *)key{
NSRange spos = [key rangeOfString:@"-----BEGIN RSA PRIVATE KEY-----"];
NSRange epos = [key rangeOfString:@"-----END RSA PRIVATE KEY-----"];
if(spos.location != NSNotFound && epos.location != NSNotFound){
NSUInteger s = spos.location + spos.length;
NSUInteger e = epos.location;
NSRange range = NSMakeRange(s, e-s);
key = [key substringWithRange:range];
}
key = [key stringByReplacingOccurrencesOfString:@"\r" withString:@""];
key = [key stringByReplacingOccurrencesOfString:@"\n" withString:@""];
key = [key stringByReplacingOccurrencesOfString:@"\t" withString:@""];
key = [key stringByReplacingOccurrencesOfString:@" " withString:@""];
// This will be base64 encoded, decode it.
NSData *data = base64_decode(key);
data = [self stripPrivateKeyHeader:data];
if(!data){
return nil;
}
//a tag to read/write keychain storage
NSString *tag = @"RSAUtil_PrivKey";
NSData *d_tag = [NSData dataWithBytes:[tag UTF8String] length:[tag length]];
// Delete any old lingering key with the same tag
NSMutableDictionary *privateKey = [[NSMutableDictionary alloc] init];
[privateKey setObject:(__bridge id) kSecClassKey forKey:(__bridge id)kSecClass];
[privateKey setObject:(__bridge id) kSecAttrKeyTypeRSA forKey:(__bridge id)kSecAttrKeyType];
[privateKey setObject:d_tag forKey:(__bridge id)kSecAttrApplicationTag];
SecItemDelete((__bridge CFDictionaryRef)privateKey);
// Add persistent version of the key to system keychain
[privateKey setObject:data forKey:(__bridge id)kSecValueData];
[privateKey setObject:(__bridge id) kSecAttrKeyClassPrivate forKey:(__bridge id)
kSecAttrKeyClass];
[privateKey setObject:[NSNumber numberWithBool:YES] forKey:(__bridge id)
kSecReturnPersistentRef];
CFTypeRef persistKey = nil;
OSStatus status = SecItemAdd((__bridge CFDictionaryRef)privateKey, &persistKey);
if (persistKey != nil){
CFRelease(persistKey);
}
if ((status != noErr) && (status != errSecDuplicateItem)) {
return nil;
}
[privateKey removeObjectForKey:(__bridge id)kSecValueData];
[privateKey removeObjectForKey:(__bridge id)kSecReturnPersistentRef];
[privateKey setObject:[NSNumber numberWithBool:YES] forKey:(__bridge id)kSecReturnRef];
[privateKey setObject:(__bridge id) kSecAttrKeyTypeRSA forKey:(__bridge id)kSecAttrKeyType];
// Now fetch the SecKeyRef version of the key
SecKeyRef keyRef = nil;
status = SecItemCopyMatching((__bridge CFDictionaryRef)privateKey, (CFTypeRef *)&keyRef);
if(status != noErr){
return nil;
}
return keyRef;
}
+ (NSData *)stripPrivateKeyHeader:(NSData *)d_key{
// Skip ASN.1 private key header
if (d_key == nil) return(nil);
unsigned long len = [d_key length];
if (!len) return(nil);
unsigned char *c_key = (unsigned char *)[d_key bytes];
unsigned int idx = 22; //magic byte at offset 22
if (0x04 != c_key[idx++]) return nil;
//calculate length of the key
unsigned int c_len = c_key[idx++];
int det = c_len & 0x80;
if (!det) {
c_len = c_len & 0x7f;
} else {
int byteCount = c_len & 0x7f;
if (byteCount + idx > len) {
//rsa length field longer than buffer
return nil;
}
unsigned int accum = 0;
unsigned char *ptr = &c_key[idx];
idx += byteCount;
while (byteCount) {
accum = (accum << 8) + *ptr;
ptr++;
byteCount--;
}
c_len = accum;
}
// Now make a new NSData from this buffer
return [d_key subdataWithRange:NSMakeRange(idx, c_len)];
}
+ (NSData *)decryptData:(NSData *)data withKeyRef:(SecKeyRef) keyRef{
const uint8_t *srcbuf = (const uint8_t *)[data bytes];
size_t srclen = (size_t)data.length;
size_t block_size = SecKeyGetBlockSize(keyRef) * sizeof(uint8_t);
UInt8 *outbuf = malloc(block_size);
size_t src_block_size = block_size;
NSMutableData *ret = [[NSMutableData alloc] init];
for(int idx=0; idx//NSLog(@"%d/%d block_size: %d", idx, (int)srclen, (int)block_size);
size_t data_len = srclen - idx;
if(data_len > src_block_size){
data_len = src_block_size;
}
size_t outlen = block_size;
OSStatus status = noErr;
status = SecKeyDecrypt(keyRef,
kSecPaddingNone,
srcbuf + idx,
data_len,
outbuf,
&outlen
);
if (status != 0) {
NSLog(@"SecKeyEncrypt fail. Error Code: %d", status);
ret = nil;
break;
}else{
//the actual decrypted data is in the middle, locate it!
int idxFirstZero = -1;
int idxNextZero = (int)outlen;
for ( int i = 0; i < outlen; i++ ) {
if ( outbuf[i] == 0 ) {
if ( idxFirstZero < 0 ) {
idxFirstZero = i;
} else {
idxNextZero = i;
break;
}
}
}
[ret appendBytes:&outbuf[idxFirstZero+1] length:idxNextZero-idxFirstZero-1];
}
}
free(outbuf);
CFRelease(keyRef);
return ret;
}
@end 【摘录】
http://blog.csdn.net/taoxin52/article/details/53782470
http://blog.sina.com.cn/s/blog_a9303fd90101jmtx.html
http://blog.sina.com.cn/s/blog_67d955460101loi3.html
http://www.jianshu.com/p/74a796ec5038