encryption

密码学基本概念

密码学的三大作用：加密（ Encryption）、认证（Authentication），鉴定（Identification）.

• 加密：防止坏人获取你的数据。
• 认证：防止坏人修改了你的数据而你却并没有发现。
• 鉴权：防止坏人假冒你的身份。

【base64】：

base64只是一种编码方式，并不是一种加密算法，不要使用base64来加密数据。（由于“历史原因”，电子邮件不支持非ASCII码字符，如果要传送的电子邮件带有非ASCII码字符（诸如中文）或者图片，用户收到的电子邮件将会是一堆乱码，因此发明了Base64编码算法）

/**   编码 */
func base64Encoding(plainString:String)->String
{
    let plainData = plainString.data(using: String.Encoding.utf8)
    let base64String = plainData?.base64EncodedString()
    return base64String!
}
/** 解码*/
func base64Decoding(encodedString:String)->String
{
    guard let decodedData = Data(base64Encoded: encodedString) else { return "" }
    let decodedString = String.init(data: decodedData, encoding: String.Encoding.utf8)
    return decodedString!
}

hash ：

hash哈希表：查找事件复杂度为O(1), MD5和SHA-1可以说是目前应用最广泛的Hash算法

1、建议使用SHA-256、SHA-3算法:
2、不建议使用MD2、MD4、MD5、SHA-1、RIPEMD算法来加密用户密码等敏感信息：
如md5算法，网上有很多查询的字典库，给出md5值，可以查到加密前的数据

- (NSString *)sha256String {
    unsigned char result[CC_SHA256_DIGEST_LENGTH];
    CC_SHA256(self.bytes, (CC_LONG)self.length, result);
    NSMutableString *hash = [NSMutableString
                             stringWithCapacity:CC_SHA256_DIGEST_LENGTH * 2];
    for (int i = 0; i < CC_SHA256_DIGEST_LENGTH; i++) {
        [hash appendFormat:@"%02x", result[i]];
    }
    return hash;
}

消息认证算法 :

要确保加密的消息不是别人伪造的，需要提供一个消息认证码（MAC，Message authentication code）。 消息认证码是带密钥的hash函数，基于密钥和hash函数。密钥双方事先约定，不能让第三方知道。(key)

消息发送者使用MAC算法计算出消息的MAC值，追加到消息后面一起发送给接收者。接收者收到消息后，用相同的MAC算法计算接收到消息MAC值，并与接收到的MAC值对比是否一样。

【开发者建议】：
建议使用HMAC-SHA256算法，避免使用CBC-MAC

- (NSString *)hmacStringUsingAlg:(CCHmacAlgorithm)alg withKey:(NSString *)key {
    size_t size;
    switch (alg) {
        case kCCHmacAlgMD5: size = CC_MD5_DIGEST_LENGTH; break;
        case kCCHmacAlgSHA1: size = CC_SHA1_DIGEST_LENGTH; break;
        case kCCHmacAlgSHA224: size = CC_SHA224_DIGEST_LENGTH; break;
        case kCCHmacAlgSHA256: size = CC_SHA256_DIGEST_LENGTH; break;
        case kCCHmacAlgSHA384: size = CC_SHA384_DIGEST_LENGTH; break;
        case kCCHmacAlgSHA512: size = CC_SHA512_DIGEST_LENGTH; break;
        default: return nil;
    }
    unsigned char result[size];
    const char *cKey = [key cStringUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding];
    CCHmac(alg, cKey, strlen(cKey), self.bytes, self.length, result);
    NSMutableString *hash = [NSMutableString stringWithCapacity:size * 2];
    for (int i = 0; i < size; i++) {
        [hash appendFormat:@"%02x", result[i]];
    }
    return hash;
}

对称加密算法 :

AES

在对称加密算法中，数据发信方将明文（原始数据）和加密密钥一起经过特殊加密算法处理后，使其变成复杂的加密密文发送出去。收信方收到密文后，若想解读原文，则需要使用加密用过的密钥及相同算法的逆算法对密文进行解密，才能使其恢复成可读明文。在对称加密算法中，使用的 【密钥只有一个】，发收信双方都使用这个密钥对数据进行加密和解密，这就要求解密方事先必须知道加密密钥。
该算法的缺点是，如果一旦密钥泄漏，那么加密的内容将都不可信了。

【开发者建议】：
1、建议使用AES算法。
2、DES默认的是56位的加密密钥，已经不安全，不建议使用。
3、注意加密模式不要使用ECB模式。ECB模式不安全，说明问题的经典的三张图片，如下：

明文：

明文

用ECB加密模式后：

ECB模式加密

用CBC加密模式后： 需要设置iv偏移量

CBC模式加密

iOS 默认为CBC模式 api中147行：

/*!
    @enum       CCOptions
    @abstract   Options flags, passed to CCCryptorCreate().
    
    @constant   kCCOptionPKCS7Padding   Perform PKCS7 padding. 
    @constant   kCCOptionECBMode        Electronic Code Book Mode. 
                                        Default is CBC.
*/
enum {
    /* options for block ciphers */
    kCCOptionPKCS7Padding   = 0x0001,
    kCCOptionECBMode        = 0x0002
    /* stream ciphers currently have no options */
};
typedef uint32_t CCOptions;

- (NSData *)aes256EncryptWithKey:(NSData *)key iv:(NSData *)iv {
    if (key.length != 16 && key.length != 24 && key.length != 32) {
        return nil;
    }
    if (iv.length != 16 && iv.length != 0) {
        return nil;
    }
    
    NSData *result = nil;
    size_t bufferSize = self.length + kCCBlockSizeAES128;
    void *buffer = malloc(bufferSize);
    if (!buffer) return nil;
    size_t encryptedSize = 0;
    CCCryptorStatus cryptStatus = CCCrypt(kCCEncrypt, //  encode/decode
                                          kCCAlgorithmAES128,
                                          kCCOptionPKCS7Padding,
                                          key.bytes,
                                          key.length,
                                          iv.bytes,
                                          self.bytes,
                                          self.length,
                                          buffer,
                                          bufferSize,
                                          &encryptedSize);
    if (cryptStatus == kCCSuccess) {
        result = [[NSData alloc]initWithBytes:buffer length:encryptedSize];
        free(buffer);
        return result;
    } else {
        free(buffer);
        return nil;
    }
}

非对称加密:

rsa

非对称加密算法需要两个密钥：公开密钥（publickey）和私有密钥（privatekey）。公开密钥与私有密钥是一对，如果用公开密钥对数据进行加密，只有用对应的私有密钥才能解密；如果用私有密钥对数据进行加密，那么只有用对应的公开密钥才能解密（这个过程可以做数字签名）。
非对称加密主要使用的是RSA算法。

小结

几条原则：

• 1、不要自己设计加密算法和协议，使用业界标准的算法。
• 2、对称加密算法不要使用ECB模式，不建议使用DES算法。
• 3、要选择合适长度的密钥。
• 4、要确保随机数生成器的种子具有足够的信息熵。
• 5、不要使用没有消息认证的加密算法加密消息，无法防重放。
• 6、当多个字符串拼接后做hash，要非常当心。
• 7、当给算法加yan盐取值时不要太短，不要重复。
• 8、使用初始化向量时IV时，IV为常量的CBC，CFB，GCM等和ECB一样可以重放，即采用上一个消息的最后一块密文作为下一个消息的IV，是不安全的。
• 9、密钥应遵循的原则 ：
  （1）密钥不能为常量，应随机，定期更换，如果加密数据时使用的密钥为常量，则相同明文加密会得到相同的密文，很难防止字典攻击。
  （2）开发同学要防范密钥硬编码的毛病。

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