数据安全以及加密

1.数据安全

01 攻城利器：Charles（公司中一般都使用该工具来抓包，并做网络测试）
注意：Charles在使用中的乱码问题，可以显示包内容，然后打开info.plist文件，找到java目录下面的VMOptions，在后面添加一项：-Dfile.encoding=UTF-8
02 数据安全的原则
    1）在网络上"不允许"传输用户隐私数据的"明文"
    2.）在本地"不允许"保存用户隐私数据的"明文"
03 数据加密的方式和规范一般公司会有具体的规定，不必多花时间。

2.Base64

1.Base64简单说明
    描述：Base64可以成为密码学的基石，非常重要。
    特点：可以将任意的二进制数据进行Base64编码
    结果：所有的数据都能被编码为并只用65个字符就能表示的文本文件。
    65字符：A~Z a~z 0~9 + / =
    对文件进行base64编码后文件数据的变化：编码后的数据~=编码前数据的4/3，会大1/3左右。

2.命令行进行Base64编码和解码
    编码：base64 123.png -o 123.txt
    解码：base64 123.txt -o test.png -D

2.Base64编码原理
    1)将所有字符转化为ASCII码；
    2)将ASCII码转化为8位二进制；
    3)将二进制3个归成一组(不足3个在后边补0)共24位，再拆分成4组，每组6位；
    4)统一在6位二进制前补两个0凑足8位；
    5)将补0后的二进制转为十进制；
    6)从Base64编码表获取十进制对应的Base64编码；

处理过程说明：
    a.转换的时候，将三个byte的数据，先后放入一个24bit的缓冲区中，先来的byte占高位。
    b.数据不足3byte的话，于缓冲区中剩下的bit用0补足。然后，每次取出6个bit，按照其值选择查表选择对应的字符作为编码后的输出。
    c.不断进行，直到全部输入数据转换完成。
    d.如果最后剩下两个输入数据，在编码结果后加1个“=”；
    e.如果最后剩下一个输入数据，编码结果后加2个“=”；
    f.如果没有剩下任何数据，就什么都不要加，这样才可以保证资料还原的正确性。

3.实现
    a.说明：
        1）从iOS7.0 开始，苹果就提供了base64的编码和解码支持
        2)如果是老项目，则还能看到base64编码和解码的第三方框架，如果当前不再支持iOS7.0以下版本，则建议替换。

    b.相关代码：
    //给定一个字符串，对该字符串进行Base64编码，然后返回编码后的结果
    -(NSString *)base64EncodeString:(NSString *)string
    {
        //1.先把字符串转换为二进制数据
        NSData *data = [string dataUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding];

        //2.对二进制数据进行base64编码，返回编码后的字符串
        return [data base64EncodedStringWithOptions:0];
    }

    //对base64编码后的字符串进行解码
    -(NSString *)base64DecodeString:(NSString *)string
    {
        //1.将base64编码后的字符串『解码』为二进制数据
        NSData *data = [[NSData alloc]initWithBase64EncodedString:string options:0];

        //2.把二进制数据转换为字符串返回
        return [[NSString alloc]initWithData:data encoding:NSUTF8StringEncoding];
    }

    c.终端测试命令
        $ echo -n A | base64
        $ echo -n QQ== |base64 -D

3.常见的加密算法和其它

1. base64 编码格式
2. 密码学演化 "秘密本"-->RSA
3. 常见的加密算法
    1）消息摘要（单向散列函数）
    2）对称加密
    3）非对称加密
    4）证书等

4.单向散列函数

1.单向散列函数的特点：
    ①加密后密文的长度是定长的
    ②如果明文不一样，那么散列后的结果一定不一样
    ③如果明文一样，那么加密后的密文一定一样（对相同数据加密，加密后的密文一样）
    ④所有的加密算法是公开的
    ⑤不可以逆推反算
2.经典加密算法
    1）MD5加密
    2）SHA1
    3）SHA512
3.MD5加密算法简单说明
    1）对字符串进行MD5加密可以得到一个32个字符的密文
    2）加密之后不能根据密文逆推出明文
    3）MD5已经被破解（暴力破解|碰撞检测）
4.MD5加密进阶
    1）先加盐，然后再进行MD5
    2）先乱序，再进行MD5加密
    3）乱序|加盐，多次MD5加密等
    4）使用消息认证机制，即HMAC-MD5-先对密钥进行加密，加密之后进行两次MD5散列
    5）加密命令行
        MD5加密-字符串    $ echo -n "520it" |md5
        MD5加密-文件1     $ md5 abc.png
        SHA1加密：        $ echo -n "520it" |openssl sha -sha1
        SHA256            $ echo -n "520it" |openssl sha -sha256
        SHA512            $ echo -n "520it" |openssl sha -sha512
        hmacMD5加密       $ echo -n "520it" |openssl dgst -md5 -hmac "123"

5.散列函数应用领域
    1）搜索 多个关键字，先对每个关键字进行散列，然后多个关键字进行或运算，如果值一致则搜索结果一致
    2）版权 对文件进行散列判断该文件是否是正版或原版的
    3）文件完整性验证 对整个文件进行散列，比较散列值判断文件是否完整或被篡改
6.消息认证机制（HMAC）简单说明
    1）原理
        ①消息的发送者和接收者有一个共享密钥
        ②发送者使用共享密钥对消息加密计算得到MAC值（消息认证码）
        ③消息接收者使用共享密钥对消息加密计算得到MAC值
        ④比较两个MAC值是否一致
    2）使用
        ①客户端需要在发送的时候把（消息）+（消息·HMAC）一起发送给服务器
        ②服务器接收到数据后，对拿到的消息用共享的KEY进行HMAC，比较是否一致，如果一致则信任

5.对称加密

1.对称加密的特点
    1）加密/解密使用相同的密钥
    2）加密和解密的过程是可逆的（明文-》明文-》明文）

2.经典算法
    1）DES 数据加密标准
    2）3DES 使用3个密钥，对消息进行（密钥1·加密）+（密钥2·解密）+（密钥3·加密）
    3）AES 高级加密标准
3.分组密码简单说明
    密码算法可以分为分组密码和流密码两种。
    分组密码：每次只能处理特定长度的一zu数据的一类密码算法。一个分组的比特数量就称之为分组长度。
    ex:DES和3DES的分组长度都是64比特。即每次只能加密64比特的明文，并生成64比特的密文。AES的分组长度有128比特、192比特和256比特可以选择。
    流密码：对数据流进行连续处理的一类算法。流密码中一般以1比特、8比特或者是32比特等作为单位俩进行加密和解密。
4.ECB分组模式
    ECB模式的全称为Electronic CodeBook模式。又成为电子密码本模式。
    特点：
    1）使用ECB模式加密的时候，相同的明文分组会被转换为相同的密文分组。
    2）类似于一个巨大的明文分组-》密文分组的对照表。

    终端测试命令：
    加密 $ openssl enc -des-ecb -K 616263 -nosalt -in 123.txt -out 123.bin
    解密 $ openssl enc -des-ecb -K 616263 -nosalt -in 123.bin -out 1231.txt -d
5.CBC分组模式
    CBC模式全称为Cipher Block Chainning模式（密文分组链接模式|电子密码链条）
    特点：在CBC模式中，首先将明文分组与前一个密文分组进行XOR运算，然后再进行加密。

    终端命令：
    加密 $ openssl enc -des-cbc -K 616263 -iv 0102030405060708 -nosalt -in a.txt -out a.bin
    解密 $ openssl enc -des-cbc -K 616263 -iv 0102030405060708 -nosalt -in a.bin -out a1.txt -d

6.非对称加密

1.非对称加密的特点
    1）使用公钥加密，使用私钥解密
    2）公钥是公开的，私钥保密
    3）加密处理安全，但是性能极差

2.经典算法---RSA
    1）RSA 原理
        （1）求N，准备两个质数p和q,N = p x q
        （2）求L,L是p-1和q-1的最小公倍数。L = lcm（p-1,q-1）
        （3）求E，E和L的最大公约数为1（E和L互质）
        （4）求D，E x D mode L = 1
    2）RSA加密小实践
        （1）p = 17,q = 19 =>N = 323
        （2）lcm（p-1,q-1）=>lcm（16，18）=>L= 144
        （3）gcd（E,L）=1 =>E=5
        （4）E乘以几可以mode L =1? D=29可以满足
        （5）得到公钥为：E=5,N=323
        （6）得到私钥为：D=29,N=323
        （7）加密 明文的E次方 mod N = 123的5次方 mod 323 = 225（密文）
        （8）解密 密文的D次方 mod N = 225的29次方 mod 323 = 123（明文）
        ----------------
    3）openssl生成密钥命令
        生成强度是 512 的 RSA 私钥：$ openssl genrsa -out private.pem 512
        以明文输出私钥内容：$ openssl rsa -in private.pem -text -out private.txt
        校验私钥文件：$ openssl rsa -in private.pem -check
        从私钥中提取公钥：$ openssl rsa -in private.pem -out public.pem -outform PEM -pubout
        以明文输出公钥内容：$ openssl rsa -in public.pem -out public.txt -pubin -pubout -text
        使用公钥加密小文件：$ openssl rsautl -encrypt -pubin -inkey public.pem -in msg.txt -out msg.bin
        使用私钥解密小文件：$ openssl rsautl -decrypt -inkey private.pem -in msg.bin -out a.txt
        将私钥转换成 DER 格式：$ openssl rsa -in private.pem -out private.der -outform der
        将公钥转换成 DER 格式：$ openssl rsa -in public.pem -out public.der -pubin -outform der
        -----------------

7.数字签名

1.数字签名的应用场景
    答：需要严格验证发送方身份信息情况
2.数字签名原理
    1）客户端处理
        ①对"消息"进行 HASH 得到 "消息摘要"
        ②发送方使用自己的私钥对"消息摘要" 加密(数字签名)
        ③把数字签名附着在"报文"的末尾一起发送给接收方
    2）服务端处理
        ①对"消息" HASH 得到 "报文摘要"
        ②使用公钥对"数字签名" 解密
        ③对结果进行匹配

8.数字证书

1.简单说明
    证书和驾照很相似，里面记有姓名、组织、地址等个人信息，以及属于此人的公钥，并有认证机构施加数字签名,只要看到公钥证书，我们就可以知道认证机构认证该公钥的确属于此人
2.数字证书的内容
    1）公钥
    2）认证机构的数字签名
3.证书的生成步骤
    1）生成私钥 openssl genrsa -out private.pem 1024
    2）创建证书请求 openssl req -new -key private.pem -out rsacert.csr
    3）生成证书并签名，有效期10年 openssl x509 -req -days 3650 -in rsacert.csr -signkey private.pem -out rsacert.crt
    4）将 PEM 格式文件转换成 DER 格式 openssl x509 -outform der -in rsacert.crt -out rsacert.der
    5）导出P12文件 openssl pkcs12 -export -out p.p12 -inkey private.pem -in rsacert.crt

4.iOS开发中的注意点
    1）在iOS开发中，不能直接使用 PEM 格式的证书，因为其内部进行了Base64编码，应该使用的是DER的证书，是二进制格式的
    2）OpenSSL默认生成的都是PEM格式的证书