iOS密码学-对称加密

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  之前我们已经研究过RSA，并且RSA是非对称加密，非对称加密有一对公钥和私钥。我们可以对数据用私钥加密用公钥解密，也能用公钥加密用私钥来解密，这就是非对称加密。那什么是对称加密，对称加密有哪些呢，又有哪些使用场景呢？

对称加密算法&模式

  对称加密就是明文通过秘钥（key）加密后得到密文，密文通过秘钥解密得到明文。但注意Hash是不是加密算法。常见对称加密算法有DES、3DES、AES。

• DES：数据加密标准。这种加密方式用得少，加密强度不够。
• 3DES：使用3个秘钥，对相同的数据执行3次加密，强度增强。
• AES：高级密码标准。
  总结：DES、3DES、AES的区别在于三者的加密强度不同。
  对称加密有两种应用模式，分别是ECB（Electronic Code Book）、CBC（Cipher Block Chaining）。
• ECB：电子密码本模式。每一块数据，独立加密。
• CBC：密码分组链接模式。使用一个密钥和一个初始化向量IV对数据执行加密

终端测试指令

加密过程

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

DES加密&解密

• 使用DES(ECB)加密

echo -n "需要加密的字符串" | openssl enc -des-ecb -K "密钥" -nosalt | base64

• 使用DES(ECB)解密

echo -n "需要解密的字符串" | base64 -D | openssl enc -des-ecb -K "密钥" -nosalt -d

• DES(CBC)加密

echo -n "需要加密的字符串" | openssl enc -des-cbc -iv "向量" -K "密钥" -nosalt | base64

• DES(CBC)解密

echo -n "需要加密的字符串" | base64 -D | openssl enc -des-cbc -iv "向量" -K "密钥" -nosalt -d

AES加密&解密

• AES(ECB)加密

echo -n "需要加密的字符串" | openssl enc -aes-128-ecb -K "密钥" -nosalt | base64

• AES(ECB)解密

echo -n "需要加密的字符串" | base64 -D | openssl enc -aes-128-ecb -K "密钥" -nosalt -d

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• AES(CBC)加密

echo -n "需要加密的字符串" | openssl enc -aes-128-cbc -iv "向量" -K "密钥" -nosalt | base64

• AES(CBC)解密

echo -n "需要加密的字符串" | base64 -D | openssl enc -aes-128-cbc -iv "向量" -K "密钥" -nosalt -d

补充：加密跟几何图形关联，加密时增加向量，增加了破解的难度。如果加密强度比较小，生成的结果大小 也比较小。CBC的加密模式通常用于防窃听使用场景 后续的加密依赖前面的数据。

使用终端对文件加密测试

ECB模式

1、终端输入vi abc.txt 创建文件并输入内容
2、终端输入openssl enc -des-ecb -K 61626364 -nosalt -in abc.txt -out message.bin 使用DES的ECB 模式加密并输出二进制文件
3、终端输入cat message.bin 获取二进制文件
4、终端输入xxd message.bin 输出二进制文件
5、终端输入openssl enc -des-ecb -K 61626364 -nosalt -d -in message.bin -out 解密message1.txt 解密二进制文件并输出解密后的文件

CBC模式

1、终端输入vi abc.txt 创建文件并输入内容
2、终端输入openssl enc -des-cbc -K 61626364 -iv 010203040506 -nosalt -in abc.txt -out message.bin 使用DES的CBC模式加密并输出二进制文件
3、终端输入cat message.bin 获取二进制文件
4、终端输入xxd message.bin 输出二进制文件
5、终端输入openssl enc -des-cbc -K 61626364 -iv 010203040506 -nosalt -d -in message.bin -out 解密abc.txt 解密二进制文件并输出解密后的文件

我们将abc.txt文件内容修改比较一下ECB和CBC模式加密得到的二进制的区别

)
通过加密后二进制结果可以看出cbc模式只是修改位置的二进制发生了改变，ECB模式修改位置后面的二进制都发生了改变

代码测试 源码地址

总结：

• ECB最基本的加密模式，也就是通常理解的加密，相同的明文将永远加密成相同的密文，无初始向量，容易受到密码本重放攻击，一般很少用。
• CBC明文被加密前要与前面的密文进行异或运算后再加密，因此只要选择不同的初始向量，相同的密文加密后会形成不同的密文，这是目前应用最广泛的模式。CBC加密后的密文是上下文相关的，但明文的错误不会传递到后续分组，但如果一个分组丢失，后面的分组将全部作废。