XOR 加密简介
本文介绍一种简单高效、非常安全的加密方法：XOR 加密。
一、 XOR 运算
逻辑运算之中，除了 AND
和 OR
，还有一种 XOR
运算，中文称为"异或运算"。
它的定义是：两个值相同时，返回false，否则返回true。也就是说，XOR可以用来判断两个值是否不同。
true XOR true // false
false XOR false // false
true XOR false // true
true XOR false // true
JavaScript 语言的二进制运算，有一个专门的 XOR 运算符，写作^。
1 ^ 1 // 0
0 ^ 0 // 0
1 ^ 0 // 1
0 ^ 1 // 1
上面代码中，如果两个二进制位相同，就返回0，表示false；否则返回1，表示true。
二、 XOR 的应用
XOR 运算有一个很奇妙的特点：如果对一个值连续做两次 XOR，会返回这个值本身。
// 第一次 XOR
1010 ^ 1111 // 0101
// 第二次 XOR
0101 ^ 1111 // 1010
上面代码中，原始值是1010，再任意选择一个值（上例是1111），做两次 XOR，最后总是会得到原始值1010。这在数学上是很容易证明的。
三、加密应用
XOR 的这个特点，使得它可以用于信息的加密。
message XOR key // cipherText
cipherText XOR key // message
上面代码中，原始信息是message，密钥是key，第一次 XOR 会得到加密文本cipherText。对方拿到以后，再用key做一次 XOR 运算，就会还原得到message。
四、完美保密性
二战期间，各国为了电报加密，对密码学进行了大量的研究和实践，其中就包括 XOR 加密。
战后，美国数学家香农（Claude Shannon）将他的研究成果公开发表，证明了只要满足两个条件，XOR 加密是无法破解的。
- key的长度大于等于message
- key必须是一次性的，且每次都要随机产生
理由很简单，如果每次的key都是随机的，那么产生的CipherText具有所有可能的值，而且是均匀分布，无法从CipherText看出message的任何特征。也就是说，它具有最大的"信息熵"，因此完全不可能破解。这被称为 XOR 的"完美保密性"（perfect secrecy）。满足上面两个条件的key，叫做 one-time pad（缩写为OTP），意思是"一次性密码本"，因为以前这样的key都是印刷成密码本，每次使用的时候，必须从其中挑选key。
五、实例：哈希加密
下面的例子使用 XOR，对用户的登陆密码进行加密。实际运行效果看这里。
第一步，用户设置登陆密码的时候，算出这个密码的哈希，这里使用的是 MD5 算法，也可以采用其他哈希算法。
const message = md5(password);
第二步，生成一个随机的 key。
// 生成一个随机整数，范围是 [min, max]
function getRandomInt(min, max) {
return Math.floor(Math.random() * (max - min + 1)) + min;
}
// 生成一个随机的十六进制的值，在 0 ～ f 之间
function getHex() {
let n = 0;
for (let i = 4; i > 0; i--) {
n = (getRandomInt(0, 1) << (i - 1)) + n;
}
return n.toString(16);
}
// 生成一个32位的十六进制值，用作一次性 Key
function getOTP() {
const arr = [];
for (let i = 0; i < 32; i++) {
arr.push(getHex());
}
return arr.join('');
}
上面代码中，生成的key是32位的十六进制值，对应 MD5 产生的128位的二进制哈希。
第三步，进行 XOR 运算，求出加密后的message。
function getXOR(message, key) {
const arr = []; for (let i = 0; i < 32; i++) {
const m = parseInt(message.substr(i, 1), 16);
const k = parseInt(key.substr(i, 1), 16);
arr.push((m ^ k).toString(16));
}
return arr.join('');
}
使用这种方法保存用户的登陆密码，即使加密文本泄露，只要一次性的密钥（key）没有泄露，对方也无法破解。
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前端·小d
等忙完这一阵，就可以接着忙下一阵了
