Android网络请求知识（二）对称和非对称加密、数字签名，Hash，Base64编码

加密

古典密码学： 移位式加密，替换式加密
现代密码学：可以加密任何二进制数据，非对称加密可用于数字签名

1. 对称加密

定义

通信双方使用同一个密钥，使用加密算法配合上密钥来加密，解密时使用解密算法（加密过程的完全逆过程）配合密钥进行解密。

对称加密流程.png

经典算法

DES(Data Encryption Standard 56位密钥，密钥太短而逐渐被弃用)，AES(Advanced Encryption Standard 128位、192位、256位密钥，现在主流使用)

对称加密的缺点

密钥泄漏：不能再不安全网络上传输密钥，一旦密钥泄漏则加密通信失败。

2. 非对称加密

定义

使用公钥对数据进行加密得到密文，使用私钥对数据进行解密得到原数据。解密密钥即私钥拿在手上不能公开，加密密钥即公钥可以随便公开，往往公钥可以计算出来。

非对称加密.png

经典算法

RSA(可用于加密和签名)、DSA(仅用于签名，但是速度更快)

非对称加密的优缺点

• 优点：可以在不安全网络上传输密钥
• 缺点：计算复杂，因此性能相比对称加密差很多

Hash

定义

把任意数据转换成指定大小范围（通常很小，例如256字节以内）的数据。

经典算法

MD5，SHA-1等

Hash是实际用途

• 唯一性验证
• 数据完整性验证：下载文件进行hash，通过对比原文件的hash值，就可以确认是否下载受损。
• 快速查找：HashMap就能进行快速查找
• 数据保护：对于登录时的密码进行hash，然后数据库中也是储存密码的hash值，这样只要对比hash值就可以判断密码是否正确。而且即使数据库被盗，往往还加盐，MD5(password+salt)，加大暴力破解难度，彩虹表。也保证了用户的密码的安全。这不属于加密。

Hash不是编码

Hash是一个单向过程，往往不可逆(因为hash是抽取特征值，消息摘要)，编码是把数据由一种数据格式转换成另一种数据格式，是可逆的，比如压缩解压缩就是编码的一种。

Hash不是加密

Hash是单向过程，无法进行逆向恢复操作，因此Hash不属于加密，MD5也不是加密算法。

数字签名

用私钥进行加密就是签名

非对称加密，Hash，签名实际使用

• 使用非对称加密通信，可以在不可信网络上将双方的公钥传给对方，让后再发消息前使用对方的公钥进行加密和使用自己的私钥来签名，这样就可以做到不可信网络上的可靠密钥传播及加密通信。
• 由于私钥和公钥可以互解，因此非对称加密还可以用于数字签名技术。
• 通常会对原数据hash以后对hash签名，然后附加在原数据的后面作为签名，这是为了让数据更小。

如图为实际使用过程，私钥自己持有，所以双方公钥即使被第三方持有也没有被解密的威胁，中间人伪造用签名来解决（如果不用签名，第三方持有B公钥，他可以创建垃圾数据然后用B公钥加密发给B，B无法判断是否真的来自A，只用带上A私钥的签名，这样中间人就无法伪造数据）。

实际使用.png

Base64编码算法

定义

将二进制数据转换成由64个字符组成的字符串的编码算法。

算法

将原数据每6位对应成Base64索引表中的一个字符编排成一个字符串（每个字符8位）
Base64索引表：

Base64索引表.png

通过Base64编码将SLF转换成U0xG，这个过程中3个字符一共24位二进制数据转成Base64刚好是4个字符，如果是一个字符8位二进制数据，这这时候就需要末尾补零到6位，然后如下图一样在6位前面再补零，转换成十进制，到Base64索引表中查找

Base64编码过程.png

Base64的用途

• 将二进制数据扩充了存储和传播途径（例如android中经常把小的头像二进制数据base64后，可以进行文本形式上传）。
• 普通是字符串在经过Base64编号后变成一些凌乱的不认识的字符。

Base64的缺点

通过编码过程我们知道，把数据量变大了，这自然会影响存储和传输的性能。

Base58

去掉了Base64中容易混淆的字符，去掉数字“0”，大写字母“O”,大写字母“I”，小写字母“i”，已经“+”和“/”。
Base64详细介绍

Android网络请求知识（一）HTTP基础概念
Android网络请求知识（二）对称和非对称加密、数字签名，Hash，Base64编码
Android网络请求知识（三）授权，TCP/IP，HTTPS建立过程