iOS--对称加密的演示,终端和代码分别演示,AES,DES

终端演示

OpenSSL

以DES为例,列举

DES-ecb加密“message.txt”

message.txt内容如下:

helloworld
helloworld
helloworld
helloworld
helloworld
helloworld
$ openssl enc -des-ecb -K 616263 -nosalt -in message.txt -out msg.bin

-enc 代表对称加密算法
-aes 表示算法;
-ecb 表示模式
-K 616263 表示密钥, 等同于小写的“abc”,为什么等于abc,ASCII码
-nosalt 不加盐
-out 输出
-msg.bin 输出的文件名字

DES加密“message1.txt”

message.txt内容如下:

helloworld
helloworld
helloworld
helloworle
helloworld
helloworld
$ openssl enc -des-ecb -K 616263 -nosalt -in message.txt -out msg1.bin

利用命令xxd可以查看

$ xxd msg1.bin
图2

观察图2,我们可以看到加密之后有哪些不同的地方。

DES-cbc加密“message.txt”

message.txt ,message1.txt 内容不变

message.txt生成msg3.bin:
$ openssl enc -des-cbc -iv 123456789  -K 616263 -nosalt -in message.txt -out msg3.bin

和ecb相比,多了一个参数iv
-iv 12345678 表示一个向量
现代密码学里面,都会和几何有关,几何里面的变化,都是有规律,结果又是多变的。

message1.txt生成msg4.bin:
$ openssl enc -des-cbc -iv 123456789  -K 616263 -nosalt -in message1.txt -out msg4.bin
图3

观察图3,我们可以看到改变的数据之后,全部发生了变化。
这就是cbc,所有的加密都依赖于前面数据,一个地方改变,后续的所有数据都变了。

代码演示

(注:苹果给我们提供的对称加密算法有很多,在此仅以AES,DES为例)

苹果官方给出的枚举
enum {
    /* AES */
    kCCBlockSizeAES128        = 16,
    /* DES */
    kCCBlockSizeDES           = 8,
    /* 3DES */
    kCCBlockSize3DES          = 8,
    /* CAST */
    kCCBlockSizeCAST          = 8,
    kCCBlockSizeRC2           = 8,
    kCCBlockSizeBlowfish      = 8,
};

EncryptionTools.h文件:

#import <Foundation/Foundation.h>
#import <CommonCrypto/CommonCrypto.h>

/**
 *  终端测试指令
 *
 *  DES(ECB)加密
 *  $ echo -n hello | openssl enc -des-ecb -K 616263 -nosalt | base64
 *
 * DES(CBC)加密
 *  $ echo -n hello | openssl enc -des-cbc -iv 0102030405060708 -K 616263 -nosalt | base64
 *
 *  AES(ECB)加密
 *  $ echo -n hello | openssl enc -aes-128-ecb -K 616263 -nosalt | base64
 *
 *  AES(CBC)加密
 *  $ echo -n hello | openssl enc -aes-128-cbc -iv 0102030405060708 -K 616263 -nosalt | base64
 *
 *  DES(ECB)解密
 *  $ echo -n HQr0Oij2kbo= | base64 -D | openssl enc -des-ecb -K 616263 -nosalt -d
 *
 *  DES(CBC)解密
 *  $ echo -n alvrvb3Gz88= | base64 -D | openssl enc -des-cbc -iv 0102030405060708 -K 616263 -nosalt -d
 *
 *  AES(ECB)解密
 *  $ echo -n d1QG4T2tivoi0Kiu3NEmZQ== | base64 -D | openssl enc -aes-128-ecb -K 616263 -nosalt -d
 *
 *  AES(CBC)解密
 *  $ echo -n u3W/N816uzFpcg6pZ+kbdg== | base64 -D | openssl enc -aes-128-cbc -iv 0102030405060708 -K 616263 -nosalt -d
 *
 *  提示:
 *      1> 加密过程是先加密,再base64编码
 *      2> 解密过程是先base64解码,再解密
 */
@interface EncryptionTools : NSObject
    
+ (instancetype)sharedEncryptionTools;
    
    /**
     @constant   kCCAlgorithmAES     高级加密标准,128位(默认)
     @constant   kCCAlgorithmDES     数据加密标准
     */
    @property (nonatomic, assign) uint32_t algorithm;
    
    /**
     *  加密字符串并返回base64编码字符串
     *
     *  @param string    要加密的字符串
     *  @param keyString 加密密钥
     *  @param iv        初始化向量(8个字节)
     *
     *  @return 返回加密后的base64编码字符串
     */
- (NSString *)encryptString:(NSString *)string keyString:(NSString *)keyString iv:(NSData *)iv;
    
    /**
     *  解密字符串
     *
     *  @param string    加密并base64编码后的字符串
     *  @param keyString 解密密钥
     *  @param iv        初始化向量(8个字节)
     *
     *  @return 返回解密后的字符串
     */
- (NSString *)decryptString:(NSString *)string keyString:(NSString *)keyString iv:(NSData *)iv;
    
@end

EncryptionTools.m文件:

#import "EncryptionTools.h"

@interface EncryptionTools()
    @property (nonatomic, assign) int keySize;
    @property (nonatomic, assign) int blockSize;
    @end

@implementation EncryptionTools
    
+ (instancetype)sharedEncryptionTools {
    static EncryptionTools *instance;
    
    static dispatch_once_t onceToken;
    dispatch_once(&onceToken, ^{
        instance = [[self alloc] init];
        instance.algorithm = kCCAlgorithmAES;
    });
    
    return instance;
}
    
- (void)setAlgorithm:(uint32_t)algorithm {
    _algorithm = algorithm;
    switch (algorithm) {
        case kCCAlgorithmAES:
        self.keySize = kCCKeySizeAES128;
        self.blockSize = kCCBlockSizeAES128;
        break;
        case kCCAlgorithmDES:
        self.keySize = kCCKeySizeDES;
        self.blockSize = kCCBlockSizeDES;
        break;
        default:
        break;
    }
}
    
- (NSString *)encryptString:(NSString *)string keyString:(NSString *)keyString iv:(NSData *)iv {
    
    // 设置秘钥
    NSData *keyData = [keyString dataUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding];
    uint8_t cKey[self.keySize];
    bzero(cKey, sizeof(cKey));
    [keyData getBytes:cKey length:self.keySize];
    
    // 设置iv
    uint8_t cIv[self.blockSize];
    bzero(cIv, self.blockSize);
    int option = 0;
    if (iv) {
        [iv getBytes:cIv length:self.blockSize];
        option = kCCOptionPKCS7Padding;
    } else {
        option = kCCOptionPKCS7Padding | kCCOptionECBMode;
    }
    
    // 设置输出缓冲区
    NSData *data = [string dataUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding];
    size_t bufferSize = [data length] + self.blockSize;
    void *buffer = malloc(bufferSize);
    
    // 开始加密
    size_t encryptedSize = 0;
    //加密解密都是它 -- CCCrypt
    CCCryptorStatus cryptStatus = CCCrypt(kCCEncrypt,
                                          self.algorithm,
                                          option,
                                          cKey,
                                          self.keySize,
                                          cIv,
                                          [data bytes],
                                          [data length],
                                          buffer,
                                          bufferSize,
                                          &encryptedSize);
    
    NSData *result = nil;
    if (cryptStatus == kCCSuccess) {
        result = [NSData dataWithBytesNoCopy:buffer length:encryptedSize];
    } else {
        free(buffer);
        NSLog(@"[错误] 加密失败|状态编码: %d", cryptStatus);
    }
    
    return [result base64EncodedStringWithOptions:0];
}
    
- (NSString *)decryptString:(NSString *)string keyString:(NSString *)keyString iv:(NSData *)iv {
    
    // 设置秘钥
    NSData *keyData = [keyString dataUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding];
    uint8_t cKey[self.keySize];
    bzero(cKey, sizeof(cKey));
    [keyData getBytes:cKey length:self.keySize];
    
    // 设置iv
    uint8_t cIv[self.blockSize];
    bzero(cIv, self.blockSize);
    int option = 0;
    if (iv) {
        [iv getBytes:cIv length:self.blockSize];
        option = kCCOptionPKCS7Padding;
    } else {
        option = kCCOptionPKCS7Padding | kCCOptionECBMode;
    }
    
    // 设置输出缓冲区
    NSData *data = [[NSData alloc] initWithBase64EncodedString:string options:0];
    size_t bufferSize = [data length] + self.blockSize;
    void *buffer = malloc(bufferSize);
    
    // 开始解密
    size_t decryptedSize = 0;
    CCCryptorStatus cryptStatus = CCCrypt(kCCDecrypt,
                                          self.algorithm,
                                          option,
                                          cKey,
                                          self.keySize,
                                          cIv,
                                          [data bytes],
                                          [data length],
                                          buffer,
                                          bufferSize,
                                          &decryptedSize);
    
    NSData *result = nil;
    if (cryptStatus == kCCSuccess) {
        result = [NSData dataWithBytesNoCopy:buffer length:decryptedSize];
    } else {
        free(buffer);
        NSLog(@"[错误] 解密失败|状态编码: %d", cryptStatus);
    }
    
    return [[NSString alloc] initWithData:result encoding:NSUTF8StringEncoding];
}
    
    @end

演示例子:

/**
     AES-ECB
     */
    NSString *key = @"abc";//终端演示的时候,616263
    NSString *encStrA = [[EncryptionTools sharedEncryptionTools]encryptString:@"hello" keyString:key iv:nil];//ECB没有向量,所以iv传nil
    NSLog(@"AES-ECB加密的结果:%@",encStrA);
    NSLog(@"AES-ECB解密的结果:%@",[[EncryptionTools sharedEncryptionTools] decryptString:encStrA keyString:key iv:nil]);
    /**
     AES-CBC
     */
    uint8_t iv[8] = {1,2,3,4,5,6,7,8};
    NSData *ivData = [NSData dataWithBytes:iv length:sizeof(iv)];
     NSString *encStrB = [[EncryptionTools sharedEncryptionTools] encryptString:@"hello" keyString:@"abc" iv:ivData];
     NSLog(@"AES-CBC加密的结果:%@",encStrB);
    NSLog(@"AES-CBC解密的结果:%@",[[EncryptionTools sharedEncryptionTools] decryptString:encStrB keyString:@"abc" iv:ivData]);
    

重点!

最最重要的一点,其中最重要的函数就是CCCrypt函数:
iOS--CCCrypt函数

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