Android网络请求加密机制

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。 

鉴权：防止坏人假冒你的身份。

认证：防止坏人修改了你的数据而你却并没有发现。

---

Android网络请求流程

1.URLEncode和URLDecoder作用：URLEncode就是将URL中特殊部分进行编码。URLDecoder就是对特殊部分进行解码。

为什么URL要encode原因呢？

url转义其实也只是为了符合url的规范而已。因为在标准的url规范中中文和很多的字符是不允许出现在url中的。

---

2.Base64编码

为什么要进行Base64编码？

在计算机中任何数据都是按ascii码存储的，而ascii码的128～255之间的值是不可见字符。而在网络上交换数据时，比如说从A地传到B地，往往要经过多个路由设备，由于不同的设备对字符的处理方式有一些不同，这样那些不可见字符就有可能被处理错误，这是不利于传输的。所以就先把数据先做一个Base64编码，统统变成可见字符，这样出错的可能性就大降低了。

应用场景：主要是对于二进制数据进行编码，（文件、图片、加密后的二进制数据）

---

3.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(单向散列函数）。

密钥双方事先约定，不能让第三方知道。

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。

消息认证码的作用：检查某段消息的完整性，以及作身份验证。

mac.png

防止重放攻击可以有 3 种方法：

序号

每条消息都增加一个递增的序号，并且在计算 MAC 值的时候把序号也包含在消息中。这样攻击者如果不破解消息认证码就无法计算出正确的 MAC 值。这个方法的弊端是每条消息都需要多记录最后一个消息的序号。

时间戳

发送消息的时候包含当前时间，如果收到的时间与当前的不符，即便 MAC 值正确也认为是错误消息直接丢弃。这样也可以防御重放攻击。这个方法的弊端是，发送方和接收方的时钟必须一致，考虑到消息的延迟，所以需要在时间上留下一定的缓冲余地。这个缓冲之间还是会造成重放攻击的可趁之机。

nonce

在通信之前，接收者先向发送者发送一个一次性的随机数 nonce。发送者在消息中包含这个 nonce 并计算 MAC 值。由于每次 nonce 都会变化，因此无法进行重放攻击。这个方法的缺点会导致通信的数据量增加。

---

4.对称加密算法

特点：加解密只有一个密钥。优点：速度快、效率高。缺点：密钥交换问题。算法：AES(256字节,主流）、DES（8字节，淘汰）。

密钥交换问题如何解决，MAC同样也有这个问题，可以使用非对称加密传输，或者私下约定，密钥管理中心。

---

5.非对称加密

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。

特点：公/私钥机制。优点：只需要交换公钥，安全。缺点：加解密速度慢，特别是解密。算法：RSA。应用：数字签名。

数字签名：

简单解释：

A：将明文进行摘要运算后得到摘要（消息完整性），再将摘要用A的私钥加密（身份认证），得到数字签名，将密文和数字签名一块发给B。

B：收到A的消息后，先将密文用自己的私钥解密，得到明文。将数字签名用A的公钥进行解密后，得到正确的摘要（解密成功说明A的身份被认证了）。

数字证书：

---

6.Android端 AES+RSA结合实践

基本流程

Android端

服务器端(server)分别生成自己的RSA密钥对,并提供接口给Android客户端获取RSA公钥(rsaPublicKey)

client生成AES密钥(aesKey)

client使用自己的AES密钥(aesKey)对转换为json格式的请求明文数据(data)进行加密，得到加密后的请求数据encryptData

client提供server提供的接口获取RSA公钥(rsaPublicKey)

client使用获取RSA公钥(rsaPublicKey)对AES密钥(aesKey)进行加密，得到encryptAesKey

client将encryptAesKey作为http请求头参数，将加密后的请求数据encryptData作为请求体一起传输给服务器端

服务器端

server响应client的http请求，读取http请求头。获得client传过来的加密后的AES密钥(encryptAesKey)，读取http请求体，获得client传过来的加密后的请求数据(encryptData)。

server使用自己的RSA私钥(rsaPrivateKey)对加密后的AES密钥(encryptAesKey)进行RSA解密，得到AES密钥(aesKey)

使用解密后的AES密钥(aesKey)对加密后的请求数据(encryptData),进行AES解密操作，得到解密后的请求数据(data)，该数据为json格式

对解密后的请求数据(data)进行json解析，然后做相关的响应操作。

基本上如下图所示的流程：