IOS 常见加密算法

程序员文章站 2024-03-16 20:28:58

...

背景

粗略总结了下几个常用的加密算法，一为方便自己查阅，二为他人参考，如有很 low 或者错误的地方，还望指正
这里总结的算法有：Base64、MD5、SHA1、HMAC、AES 算法。
废话少说，开始：

一、 Base64

Base64是网络上最常见的用于传输8Bit字节代码的编码方式之一

/** Base64 加密 */
- (NSString *)Base64EnCrypt
{
    NSData *data = [self dataUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding];
    NSString *base64String = [data base64EncodedStringWithOptions:0];
    
    NSLog(@"Base64加密:%@", base64String);
    
    return base64String;
}

/** Base64 解密 */
- (NSString *)Base64DeCrypt
{
    NSData *baseData = [[NSData alloc] initWithBase64EncodedString:self options:0];
    NSString *baseStr = [[NSString alloc] initWithData:baseData encoding:NSUTF8StringEncoding];
    
    NSLog(@"Base64解密：%@", baseStr);
    
    return baseStr;
}

二、MD5

MD5加密是最常用的加密方法之一，是从一段字符串中通过相应特征生成一段32位的数字字母混合码。
MD5主要特点是不可逆，相同数据的MD5值肯定一样，不同数据的MD5值不一样（也不是绝对的，但基本是不能一样的）。
MD5算法还具有以下性质：
1、压缩性：任意长度的数据，算出的MD5值长度都是固定的。
2、容易计算：从原数据计算出MD5值很容易。
3、抗修改性：对原数据进行任何改动，哪怕只修改1个字节，所得到的MD5值都有很大区别。
4、弱抗碰撞：已知原数据和其MD5值，想找到一个具有相同MD5值的数据（即伪造数据）是非常困难的。
5、强抗碰撞：想找到两个不同的数据，使它们具有相同的MD5值，是非常困难的。
MD5虽然说是不可逆的，但是由于有网站http://www.cmd5.com的存在，专门用来查询MD5码所以有的简单的MD5码是可以在这里搜到源码的。为了让MD5码更加安全涌现了很多其他方法如加盐。盐要足够长足够乱得到的MD5码就很难查到。

/** MD5 加密 */
- (NSString *)MD5
{
    const char *str = self.UTF8String;
    uint8_t buffer[CC_MD5_DIGEST_LENGTH];
    
    CC_MD5(str, (CC_LONG)strlen(str), buffer);
    
    NSLog(@"MD5加密：%@", [self stringFromBytes:buffer length:CC_MD5_DIGEST_LENGTH]);
                        
    return [self stringFromBytes:buffer length:CC_MD5_DIGEST_LENGTH];
}

三、 SHA

安全哈希算法（Secure Hash Algorithm）主要适用于数字签名标准（Digital Signature Standard DSS）里面定义的数字签名算法（Digital Signature Algorithm DSA）。对于长度小于2^64位的消息，SHA1会产生一个160位的消息摘要。当接收到消息的时候，这个消息摘要可以用来验证数据的完整性。在传输的过程中，数据很可能会发生变化，那么这时候就会产生不同的消息摘要。
SHA1有如下特性：
不可以从消息摘要中复原信息；
两个不同的消息不会产生同样的消息摘要。

/** SHA1 加密 */
- (NSString *)SHA1
{
    const char *str = self.UTF8String;
    uint8_t buffer[CC_SHA1_DIGEST_LENGTH];
    
    CC_SHA1(str, (CC_LONG)strlen(str), buffer);
    
    NSLog(@"SHA1:%@", [self stringFromBytes:buffer length:CC_SHA1_DIGEST_LENGTH]);
    
    return [self stringFromBytes:buffer length:CC_SHA1_DIGEST_LENGTH];
}

/** SHA256 加密 */
- (NSString *)SHA256
{
    const char *str = self.UTF8String;
    uint8_t buffer[CC_SHA256_DIGEST_LENGTH];
    
    CC_SHA256(str, (CC_LONG)strlen(str), buffer);
    
    NSLog(@"SHA256:%@", [self stringFromBytes:buffer length:CC_SHA256_DIGEST_LENGTH]);
    
    return [self stringFromBytes:buffer length:CC_SHA256_DIGEST_LENGTH];
}

/** SHA512 加密 */
- (NSString *)SHA512
{
    const char *str = self.UTF8String;
    uint8_t buffer[CC_SHA512_DIGEST_LENGTH];
    
    CC_SHA512(str, (CC_LONG)strlen(str), buffer);
    
    NSLog(@"SHA512:%@", [self stringFromBytes:buffer length:CC_SHA512_DIGEST_LENGTH]);
    
    return [self stringFromBytes:buffer length:CC_SHA512_DIGEST_LENGTH];
}

四、HMAC

HMAC是**相关的哈希运算消息认证码，HMAC运算利用哈希算法，

以一个**和一个消息为输入，生成一个消息摘要作为输出。
作用：
（1）验证TPM接受的授权数据和认证数据；
（2）确认TPM接受到的命令请求是已授权的请求，并且，命令在传送的过程中没有被改动过。

- (NSString *)hmacMD5StringWithKey:(NSString *)key
{
    const char *keyData = key.UTF8String;
    const char *strData = self.UTF8String;
    uint8_t buffer[CC_MD5_DIGEST_LENGTH];
    
    CCHmac(kCCHmacAlgMD5, keyData, strlen(keyData), strData, strlen(strData), buffer);
    
    NSLog(@"HMACMD5:%@", [self stringFromBytes:buffer length:CC_MD5_DIGEST_LENGTH]);
    
    return [self stringFromBytes:buffer length:CC_MD5_DIGEST_LENGTH];
}

/** hmacSHA1 加密 */
- (NSString *)hmacSHA1StringWithKey:(NSString *)key
{
    const char *keyData = key.UTF8String;
    const char *strData = self.UTF8String;
    uint8_t buffer[CC_SHA1_DIGEST_LENGTH];
    
    CCHmac(kCCHmacAlgSHA1, keyData, strlen(keyData), strData, strlen(strData), buffer);
    
    NSLog(@"HMACSHA1:%@", [self stringFromBytes:buffer length:CC_MD5_DIGEST_LENGTH]);

    return [self stringFromBytes:buffer length:CC_SHA1_DIGEST_LENGTH];
}

/** hmacSHA256 加密 */
- (NSString *)hmacSHA256StringWithKey:(NSString *)key
{
    const char *keyData = key.UTF8String;
    const char *strData = self.UTF8String;
    uint8_t buffer[CC_SHA256_DIGEST_LENGTH];
    
    CCHmac(kCCHmacAlgSHA256, keyData, strlen(keyData), strData, strlen(strData), buffer);
    
    NSLog(@"HMACSHA256:%@", [self stringFromBytes:buffer length:CC_MD5_DIGEST_LENGTH]);

    return [self stringFromBytes:buffer length:CC_SHA256_DIGEST_LENGTH];
}

/** hamcSHA512 */
- (NSString *)hmacSHA512StringWithKey:(NSString *)key
{
    const char *keyData = key.UTF8String;
    const char *strData = self.UTF8String;
    uint8_t buffer[CC_SHA512_DIGEST_LENGTH];
    
    CCHmac(kCCHmacAlgSHA512, keyData, strlen(keyData), strData, strlen(strData), buffer);
    
    NSLog(@"HMACSHA512:%@", [self stringFromBytes:buffer length:CC_MD5_DIGEST_LENGTH]);

    return [self stringFromBytes:buffer length:CC_SHA512_DIGEST_LENGTH];
}

五、AES 加密

#warning 注意：中文字符暂未处理好
#pragma mark - AES 加密与解密
/** AES256 加密 */
- (NSString *)AES256EnCrypt:(NSString *)key
{
    // 将字符串转化为 NSData 数据
    const char *cstr = [self cStringUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding];
    NSData *data = [NSData dataWithBytes:cstr length:self.length];
    
    //对数据进行加密
    char keyPtr[kCCKeySizeAES256 + 1];
    bzero(keyPtr, sizeof(keyPtr));
    [key getCString:keyPtr maxLength:sizeof(keyPtr) encoding:NSUTF8StringEncoding];
    
    NSUInteger dataLength = [data length];
    size_t bufferSize = dataLength + kCCBlockSizeAES128;
    void *buffer = malloc(bufferSize);
    size_t numBytesEncrypted = 0;
    CCCryptorStatus cryptStatus = CCCrypt(kCCEncrypt,
                                          kCCAlgorithmAES128,
                                          kCCOptionPKCS7Padding | kCCOptionECBMode,
                                          keyPtr,
                                          kCCBlockSizeAES128,
                                          NULL,
                                          [data bytes],
                                          dataLength,
                                          buffer,
                                          bufferSize,
                                          &numBytesEncrypted);
    
    if (cryptStatus == kCCSuccess) {
        NSData *baseData = [NSData dataWithBytesNoCopy:buffer length:numBytesEncrypted];
        
        if (baseData && baseData.length > 0) {
            Byte *datas = (Byte*)[baseData bytes];
            int length = (int)baseData.length;
            NSString *value = [self stringFromBytes:datas length:length];
            [value stringByRemovingPercentEncoding];
            NSLog(@"AES 加密:%@", value);
            
            return value;
        }
    }
    free(buffer);
    
    return nil;
}

/** AES256 解密 */
- (NSString *)AES256Decrypt:(NSString *)key
{
    //转换为2进制Data
    NSMutableData *data = [NSMutableData dataWithCapacity:self.length / 2];
    unsigned char whole_byte;
    char byte_chars[3] = {'\0','\0','\0'};
    int i;
    for (i = 0; i < [self length] / 2; i++) {
        byte_chars[0] = [self characterAtIndex:i*2];
        byte_chars[1] = [self characterAtIndex:i*2+1];
        whole_byte = strtol(byte_chars, NULL, 16);
        [data appendBytes:&whole_byte length:1];
    }
    
    
    char keyPtr[kCCKeySizeAES256 + 1];
    bzero(keyPtr, sizeof(keyPtr));
    [key getCString:keyPtr maxLength:sizeof(keyPtr) encoding:NSUTF8StringEncoding];
    NSUInteger dataLength = [data length];
    size_t bufferSize = dataLength + kCCBlockSizeAES128;
    void *buffer = malloc(bufferSize);
    size_t numBytesDecrypted = 0;
    CCCryptorStatus cryptStatus = CCCrypt(kCCDecrypt,
                                          kCCAlgorithmAES128,
                                          kCCOptionPKCS7Padding | kCCOptionECBMode,
                                          keyPtr,
                                          kCCBlockSizeAES128,
                                          NULL,
                                          [data bytes],
                                          dataLength,
                                          buffer,
                                          bufferSize,
                                          &numBytesDecrypted);
    if (cryptStatus == kCCSuccess) {
        NSData *baseData = [NSData dataWithBytesNoCopy:buffer length:numBytesDecrypted];
        
        if (baseData && baseData.length > 0) {
            NSString *value = [[NSString alloc] initWithData:baseData encoding:NSUTF8StringEncoding];
            NSLog(@"AES 解密:%@", value);
            
            return value;
        }
        
    }
    free(buffer);
    return nil;
}

参考资料

si1ence的简书：iOS常见的几种加密方法
*的博客：iOS开发之Objective-c的AES加密和解密算法的实现

Github 项目：EncryptionAlgorithm

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