iOS方面加密技术笔记

常见的加密术语

1.encrypt 加密
2.decrypt 解密
3.plaintext 明文
4.ciphertext密文

单项散列函数 又称哈希函数 one way hash function

单向散列函数，又被称为消息摘要函数（message digest function），哈希函数
输出的散列值，也被称为消息摘要（message digest）、指纹（fingerprint）

单向散列函数，可以根据根据消息内容计算出散列值
散列值的长度和消息的长度无关，无论消息是1bit、10M、100G，单向散列函数都会计算出固定长度的散列值
单向散列函数的特点：
1.根据任意长度的消息，计算出固定长度的散列值

2.计算速度快，能快速计算出散列值

3.消息不同，散列值也不同

4.具备单向性，根据散列值，无法计算出消息

应用场景：
1.防止数据被篡改，譬如对一个文件进行哈希计算，将哈希值保存到安全的地方，过段时间对文件再次进行哈希计算，如果两次的值一样，说明原文件没有改动。对软件镜像网站下载的软件和官网提供的哈希值对比，就能够知道软件是否被篡改过。
2.加密口令，像密码，加密后的哈希值不可以逆，防止明文密码。使用sha2以上的hash函数。

1)MD4
2)MD5
产生128bit的散列值，MD就是Message Digest的缩写，目前已经不安全
Mac终端上默认可以使用md5命令

3)SHA-1
产生160bit的散列值，目前已经不安全

4)SHA-2
SHA-256、SHA-384、SHA-512，散列值长度分别是256bit、384bit、512bit

5)SHA-3
全新标准

对称加密

注（看到这个，我想到了雍正使用带锁的匣子上密折，一个锁，两把同样的钥匙，每个大臣的锁都不一样，只有皇帝和大臣（自己的锁）能打开锁。加密的途径）

1）DES
DES是一种将64bit明文加密成64bit密文的对称密码算法，密钥长度是56bit
规格上来说，密钥长度是64bit，但每隔7bit会设置一个用于错误检查的bit，因此密钥长度实质上是56bit
由于DES每次只能加密64bit的数据，遇到比较大的数据，需要对DES加密进行迭代（反复）
目前已经可以在短时间内被破解，所以不建议使用

2）3DES 3次DES加密
加密流程
密钥1 加密 ->密钥2 解密 -> 密钥3 加密，
解密流程
密钥3 解密 -> 密钥2 加密 -> 密钥1 解密
DES 目前已被破解，基本废弃 被一些银行系统使用，处理效率不高，安全性逐渐暴漏

3. AES 正在使用的加密技术，对称加密选择这个
   取代DES成为新标准的一种对称密码算法

AES的密钥长度有128、192、256bit三种

在2000年时选择Rijindael算法作为AES的实现

目前AES，已经逐步取代DES、3DES，成为首选的对称密码算法

一般来说，我们也不应该去使用任何自制的密码算法，而是应该使用AES，它经过了全世界密码学家所进行的高品质验证工作

• 对称加密密钥配送
  1）事先共享密钥
  2）配送中心获取密钥
  3）Diffi-Hellman 密钥交换
  4）公钥密码

• 非对称加密 RSA 又称公钥密码
  1）加密密钥称为公钥，供别人加密使用
  2）解密密钥称为私钥，由消息接受者，自己保管，不能公开
  3）公钥和私钥是同时生成，一一对应的
  4）由公钥加密的密文，必须由同该公钥对应的私钥才能够解开。

• 优缺点
  1）对称加密，不能很好的解决密钥配送的问题
  2）非对称加密，加密解密相对时间较长。

混合加密技术 混合加密系统Hybrid cryptosystem

1）对称加密加密明文信息
2）公钥加密会话密钥（session key），通信随机生成的密钥

网络上密码通信使用的SSL/TLS 使用的就是混合加密技术。

3）会话密钥（session key）
为本次通信随机生成的临时密钥
作为对称密码的密钥，用于加密消息，提高速度

4）加密步骤（发送消息）

• 首先，消息发送者要拥有消息接收者的公钥
• 生成会话密钥，作为对称密码的密钥，加密消息
• 用消息接收者的公钥，加密会话密钥
• 将前2步生成的加密结果，一并发给消息接收者

发送出去的内容包括
用会话密钥加密的消息（加密方法：对称密码）
用公钥加密的会话密钥（加密方法：公钥密码）
流程图

图片 1.png

发送流程
Alice >>>>> Bob
发送过程，加密过程
1.Bob先生成一对公钥、私钥
2.Bob把公钥共享给Alice
3.Alice随机生成一个会话密钥（临时密钥）
4.Alice用会话密钥加密需要发送的消息（使用的是对称密码加密）
5.Alice用Bob的公钥加密会话密钥（使用的是公钥密码加密，也就是非对称密码加密）
6.Alice把第4、5步的加密结果，一并发送给Bob

接收过程，解密过程
1.Bob利用自己的私钥解密会话密钥（使用的是公钥密码解密，也就是非对称密码解密）
2.Bob利用会话密钥解密发送过来的消息（使用的是对称密码解密）

数字签名

数字签名：
思考，如何保证数字签名是消息发送着自己签的？
消息发送着使用私钥进行签名。私钥只有消息发送着自己拥有

步骤：
1.生成签名
使用发送者的私钥进行签名
2.验证签名
使用发送者的公钥进行验证

数字签名流程

数字签名流程图

数字签名流程图.png

最后解密后的散列值和计算消息的散列值相同，则表示数字签名有效，是消息发送着本人发送，消息没有被篡改。

数字签名的作用：
1.确认消息的完整性
2.识别消息是否被篡改
3.防止消息发送者否认

• 痛点：
  1）要正确使用数字签名的前提要：
  保证用于验证的公钥属于真正的发送者。
  2）如果遭受了中间人攻击：
  1>公钥将是伪造的
  2>数字签名将失效
  3）如何保证公钥的合法性
  证书

证书

密码学中的证书，全称叫公钥证书（Public-key Certificate，PKC），跟驾驶证类似
证书的作用：保证公钥的合法性。证明一个人的公钥确实属于此人。
方法是有权威机构对该人的公钥进行数字签名。
证书内容
1.姓名，邮箱，此人公钥
2.并由认证机构（Certificate Authority，CA）施加数字签名

CA就是能够认定“公钥确实属于此人”并能够生成数字签名的个人或者组织
有国际性组织、政府设立的组织
有通过提供认证服务来盈利的企业
个人也可以成立认证机构

证书的使用流程图

证书的使用.png

iOS签名机制

• iOS签名机制的作用
  保证安装到用户手机上的app，都是经过apple官方允许的

• 不管真机调试，还是发布到appstore都需要经历的步骤
  1.certifacateSigningRequest.certSigningRequest 文件
  2.获得iOS_development.cer,iOS_distribution.cer文件 证书文件
  3.注册device ID，app ID
  4.获得*.mobileprovision

每一步的作用
1.相当于mac 公钥
2.apple 私钥对mac公钥，邮箱，用户名等信息的哈希值数字签名，还生成一个签名文件， 生成的证书，
3.设备唯一编码，app 唯一编码
4.描述文件，中包含 证书，app id ，device id ，然后apple 通过私钥对这些数据的哈希值进行一个数字签名，生成一个签名文件，

iOS 签名机制

屏幕快照 2018-11-07 12.20.16.png

apple store下载的ipa中，是没有mobileprovision文件的。