密码学

2018-05-09 本文已影响8人异想天不开_9950

三大类加密算法	算法特点	代表的算法
哈希（散列函数）算法	1. 算法公开 2. 对不同数据加密结果是定长的32位字符 3. 加密之后的数据是不可逆的	MD5 SHA 256/512 HMAC
对称加密算法	1. 加密后可逆 2. 加密和解密使用同一个“密钥”（密钥的保密工作非常重要，密钥一般会定期换，密钥管理非常麻烦） 3. 加密效率高	DES 3DES AES
非对称加密算法	1. 加密后可逆 2. 公钥和私钥（使用公钥加密，私钥解密；使用私钥加密，公钥解密） 3. 纯数学运算，加密效率非常低	RSA

对称加密算法的两种加密方式	描述
ECB	电子代码本，就是说每一个数据块都是独立加密的
CBC	密码块链，使用一个密钥和一个“初始化向量（IV）”对数据执行加密转换，每一个数据块的加密都与上一个数据块有关联如果在传输数据的过程中，一个数据块被破坏了，那么整个数据都没法解密了

加密算法	应用场景
MD5	1. 一般用来做密码加密 2. 版权问题（对比文件MD5值） 3. 搜索引擎（搜索iOS 密码学与密码学 iOS结果是一样的，原因：取MD5值，按位相加） 4. 百度云&360云盘秒传（对比文件MD5值)
DES	数据加密标准（用的少，因为强度不够）
3DES	使用3个密钥，对相同的数据执行3次加密，强度增强（更加用的少）
AES	高级加密标准，目前美国国家安全局使用的就是AES（用的少，因为强度不够）

一、数据加密方法

以前对于用户密码一般使用MD5进行加密，但是现在单独使用MD5对用户密码加密已经不安全了！

现在的解决方案：

1. 加盐处理（可以保证MD5不被轻易的破解） — 早期的使用！
( 密码 + 盐 ) . md5
盐：静态字符串。一定要足够复杂，足够长！如：

 static NSString *salt = @“SOFILKSFK92832349472JLF;p]qi3323hoos+_)(*^%’’//?adsofu8 {}SKDFJ@#%*(((&OKDKkdjfdjkdj”;

其实这种方法也不是足够安全，它有一个最大的弊端。盐：是固定写死的。写死在程序里面的。一旦盐泄漏，就不安全了！

2. HMAC 用一个密钥加密，然后做两次散列！-- 安全的做法！

 pwd = [pwd hmacMD5StringWithKey:@“从服务器获取的key”]; //每一个账号对应着不同的key！

这个key是密钥！这个密钥是从服务器获取的！

HMAC加密关键点在于key（密钥）。它是怎么产生的，又是什么时候产生的呢？

注：第一次的第一个密钥来自于用户注册！

1）首先，客户端给服务器发送一个账号。
2）服务器拿到账号后会保存该账号，并对应着账号生成一个Key（密钥），紧接着服务器会把这个密钥返回给客户端。
3）客户端得到Key（密钥）后，会立刻将密钥保存在本地。接着使用 HMAC & Key 对密码进行加密，将加密后的32位字符串再发送给服务器。((密码+key)).HMAC
4）服务器将HMAC之后的密码进行保存。

以后的每一次登录都需要走第3步对密码（HMAC & Key）加密后发送服务器，服务器对密码进行验证。可以看出来保存在本地的 Key 很关键！如果没有这个 Key 用户是不可能登录成功的！所以可以把 Key 放入钥匙串中，避免应用删除后，本地密钥也被删除！

image.png

那如果用户换了新手机该怎么办呢？

解决方案：

重新根据你的账号发送给服务器，找服务器获取一次Key。
客户端拿到Key（密钥）后，将密钥保存在本地。接着使用 HMAC & Key 对密码进行加密，将加密后的32位字符串再发送给服务器。
服务器对密码进行验证。

这种加密方式有什么好处呢？
我们都知道QQ有一个设备锁的功能。它的实现原理就是 HMAC 的实现原理！如果你在之前设置过设备锁，那么服务器不会立刻把 Key（密钥）给你，而是告诉你等待上一个设备进行验证。如果你的上一个设备不允许，那么这个 Key 是永远不会拿到的。

如果黑客拦截了你的请求，拿到了你的 HMAC 字符串，这样就可以模仿你给服务器发送请求，从而获取你的登录权限。那我们该如何保证用户的安全呢？

最常用以及最有效的解决方案：

改第3步。客户端将HMAC加密后的密码+年月日时分，然后整体md5加密。再发送给服务器。(((密码+key)).HMAC + “201805071622”).md5
服务器也通过此方法，比如(((密码+key)).HMAC + “201805071623”).md5后，得到的字符串与客户端发送的进行对比。如果对不上，服务器会立即换成上一分钟的时间再次进行对比。(((密码+key)).HMAC + “201805071622”).md5这就是服务器的处理逻辑。
image.png

这样可以保证，如果你发送网络请求，中间的延时能够有最少61秒的时间，这样保证了正常的网络请求发送。这样的好处是如果一个黑客拦截了你的网络请求，他必须务必在120秒之内对其服务器进行访问。如果没访问，获取的网络请求的字符串就失效了。

这种方式的特点：

只有分钟没有秒
做到每次加密的结果是不一样的，加密的结果受时间的影响很大

很多公司都愿意把时间作为加密算法中的一个参数，这样保证了每一次加密结果都是不一样的。而且保证了可以和服务器做一个合适的验证。

二、数字签名原理

我们发送数据的时候，要保证数据在发送的过程中不能被篡改。所以就要求我们在发送数据的时候，对数据数字签名。

image.png

三、破解对称加密算法的思路

iOS系统库中定义了软件开发中常用的加解密算法，接口为C语言形式。具体包括了以下几个大类：

#include <CommonCrypto/CommonCryptor.h>　　//常用加解密算法
#include <CommonCrypto/CommonDigest.h>　　 //摘要算法
#include <CommonCrypto/CommonHMAC.h>
#include <CommonCrypto/CommonKeyDerivation.h>
#include <CommonCrypto/CommonSymmetricKeywrap.h>

其中第一类常用加解密算法包含了AES、DES和已经废弃的RC4。第二类摘要算法包括如MD5、SHA等。

CCCrypt(<#CCOperation op#>, <#CCAlgorithm alg#>, <#CCOptions options#>, <#const void *key#>, <#size_t keyLength#>, <#const void *iv#>, <#const void *dataIn#>, <#size_t dataInLength#>, <#void *dataOut#>, <#size_t dataOutAvailable#>, <#size_t *dataOutMoved#>);
CC_MD5(<#const void *data#>, <#CC_LONG len#>, <#unsigned char *md#>);
CC_SHA256(<#const void *data#>, <#CC_LONG len#>, <#unsigned char *md#>):

像上面这些公开加密算法的函数，都是系统的函数。既然是系统的函数，那么 fishhook 就能够 HOOK 住。

调用系统加密函数

1. 以前的做法

一般像 RSA 公钥，这种非常重要核心的数据，你一般会采取什么方式保存在本地呢？很多人可能会使用钥匙串访问，因为钥匙串访问在本地，所以会感觉很安全。

但是，钥匙串访问也是调用的方法，一样传递的参数。与对称加密算法 CCCrypt 一样，钥匙串访问也是调用的系统函数，所以我们一样可以 HOOK。

假如：我们有一个 RSA 公钥，一个明文A。当我们调用 CCCrypt() 函数的时候，我们会把明文A参数传进去，然后进行加密，生成一个密文B。对于一个黑客来说，他没必要对密文B进行破解。他只需要 HOOK CCCrypt() 函数，拿到明文A。所以，我们要注意，在调用系统加密函数的时候，不要直接把核心数据丢进去。

2. 今后的做法

采取封装的形式！

自定义一个函数，把明文A异或盐（从服务器请求或本地存储的都行，一个账号一个盐），得到密文B
把密文B丢给系统的加密算法，等到密文C
把密文C传给服务器

注：第1步中可以函数中再调函数，一层层加密。这样就加大了黑客解密的难度。

解密过程

解密：

密文C调用系统的解密算法，得到密文B
密文B同样异或盐，得到明文A

黑客也很难得到你的明文

作为黑客，由于他不知道你的逻辑，所以他想得到你的明文A是比较困难的。

首先，他会去 HOOK 系统的加密算法的函数，一个函数一个函数去 HOOK。
当他 HOOK 到之后，发现你调用了加密算法的函数，他会去看函数的返回值，对比这个函数的返回值（密文C）是不是你发给服务器的核心数据。
当他发现两者一样的时候，他就会去解密（密文C）。当他解密成功以为会拿到明文A，其实只是拿到了密文B，接下来他还需要把密文B解密。而这个过程，对我来说，我知道逻辑很好做，但是对于黑客来说，他只能去猜。是不是 HOOK 出了问题？是不是 HOOK 的方法出了问题？他就会这样一直怀疑，这样他想真正通过分析找到封装的函数的机率就非常低了。

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