对称加密
2021-04-15 本文已影响0人
木扬音
使用同一个密钥用作信息的加密和解密，这种加密方法称为对称加密，也称为单密钥加密。速度快，通常在消息发送方需要加密大量数据时使用。加密的安全性不仅取决于加密算法本身，密钥管理的安全性更是重要
常见算法
-
DES：数据加密标准（使用少，加密强度不够） -
3DES：使用3个密钥，对相同的数据执行3次加密（强度增加、密钥管理难度增加） -
AES：高级密码标准（如苹果的钥匙串）
应用模式
-
ECB（Electronic Code Book）：电子
密码本模式。每一块数据独立加密- 最基本的加密模式，相同的明文将永远加密成相同的密文，无初始向量，容易受到密码本重复攻击，一般情况下很少用
-
CBC（Cipher Block Chaining）：密码
分组链接模式。使用一个密钥和一个初始化向量【IV】对数据进行加密- 明文被加密钱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 ，但是明文的错误不会传递到后续的分组，但如果一个分组丢失，后面的分组将全部作废（同步错误） - CBC可以优先的保证密文的
完整性，如果一个数据在传递中丢失或者改变，后面的数据将无法正常解密
- 明文被加密钱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
ECB模式
终端加密
ECB
openssl enc -des-ecb -K 616263 -nosalt -in abc.txt -out msg1.bin
ECB
CBC
openssl enc -des-cbc -K 616263 -iv 0102030405060708 -nosalt -in abc.txt -out msg3.bin
CBC
代码加密
#import <Foundation/Foundation.h>
#import <CommonCrypto/CommonCrypto.h>
/**
* 终端测试指令
* echo -n hello 将hello作为参数传递给 | 后的方法进行加密
-aes-128-ecb和-aes-128-cbc 其中128表示加密强度
* DES(ECB)加密
* $ echo -n hello | openssl enc -des-ecb -K 616263 -nosalt | base64
*
* DES(CBC)加密
* $ echo -n hello | openssl enc -des-cbc -iv 0102030405060708 -K 616263 -nosalt | base64
*
* AES(ECB)加密
* $ echo -n hello | openssl enc -aes-128-ecb -K 616263 -nosalt | base64
*
* AES(CBC)加密
* $ echo -n hello | openssl enc -aes-128-cbc -iv 0102030405060708 -K 616263 -nosalt | base64
*
* DES(ECB)解密
* $ echo -n HQr0Oij2kbo= | base64 -D | openssl enc -des-ecb -K 616263 -nosalt -d
*
* DES(CBC)解密
* $ echo -n alvrvb3Gz88= | base64 -D | openssl enc -des-cbc -iv 0102030405060708 -K 616263 -nosalt -d
*
* AES(ECB)解密
* $ echo -n d1QG4T2tivoi0Kiu3NEmZQ== | base64 -D | openssl enc -aes-128-ecb -K 616263 -nosalt -d
*
* AES(CBC)解密
* $ echo -n u3W/N816uzFpcg6pZ+kbdg== | base64 -D | openssl enc -aes-128-cbc -iv 0102030405060708 -K 616263 -nosalt -d
*
* 提示：
* 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
*/
@interface EncryptionTools : NSObject
+ (instancetype)sharedEncryptionTools;
/**
@constant kCCAlgorithmAES 高级加密标准，128位(默认)
@constant kCCAlgorithmDES 数据加密标准
*/
@property (nonatomic, assign) uint32_t algorithm;
/**
* 加密字符串并返回base64编码字符串
*
* @param string 要加密的字符串
* @param keyString 加密密钥
* @param iv 初始化向量(8个字节)
*
* @return 返回加密后的base64编码字符串
*/
- (NSString *)encryptString:(NSString *)string keyString:(NSString *)keyString iv:(NSData *)iv;
/**
* 解密字符串
*
* @param string 加密并base64编码后的字符串
* @param keyString 解密密钥
* @param iv 初始化向量(8个字节)
*
* @return 返回解密后的字符串
*/
- (NSString *)decryptString:(NSString *)string keyString:(NSString *)keyString iv:(NSData *)iv;
@end
#import "EncryptionTools.h"
@interface EncryptionTools()
@property (nonatomic, assign) int keySize;
@property (nonatomic, assign) int blockSize;
@end
@implementation EncryptionTools
+ (instancetype)sharedEncryptionTools {
static EncryptionTools *instance;
static dispatch_once_t onceToken;
dispatch_once(&onceToken, ^{
instance = [[self alloc] init];
instance.algorithm = kCCAlgorithmAES;
});
return instance;
}
- (void)setAlgorithm:(uint32_t)algorithm {
_algorithm = algorithm;
switch (algorithm) {
case kCCAlgorithmAES:
self.keySize = kCCKeySizeAES128;
self.blockSize = kCCBlockSizeAES128;
break;
case kCCAlgorithmDES:
self.keySize = kCCKeySizeDES;
self.blockSize = kCCBlockSizeDES;
break;
default:
break;
}
}
- (NSString *)encryptString:(NSString *)string keyString:(NSString *)keyString iv:(NSData *)iv {
// 设置秘钥
NSData *keyData = [keyString dataUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding];
uint8_t cKey[self.keySize];
bzero(cKey, sizeof(cKey));
[keyData getBytes:cKey length:self.keySize];
// 设置iv
uint8_t cIv[self.blockSize];
bzero(cIv, self.blockSize);
int option = 0;
if (iv) {
[iv getBytes:cIv length:self.blockSize];
option = kCCOptionPKCS7Padding;
} else {
option = kCCOptionPKCS7Padding | kCCOptionECBMode;
}
// 设置输出缓冲区
NSData *data = [string dataUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding];
size_t bufferSize = [data length] + self.blockSize;
void *buffer = malloc(bufferSize);
// 开始加密
size_t encryptedSize = 0;
//加密解密都是它 -- CCCrypt
CCCryptorStatus cryptStatus = CCCrypt(kCCEncrypt,
self.algorithm,
option,
cKey,
self.keySize,
cIv,
[data bytes],
[data length],
buffer,
bufferSize,
&encryptedSize);
NSData *result = nil;
if (cryptStatus == kCCSuccess) {
result = [NSData dataWithBytesNoCopy:buffer length:encryptedSize];
} else {
free(buffer);
NSLog(@"[错误] 加密失败|状态编码: %d", cryptStatus);
}
return [result base64EncodedStringWithOptions:0];
}
- (NSString *)decryptString:(NSString *)string keyString:(NSString *)keyString iv:(NSData *)iv {
// 设置秘钥
NSData *keyData = [keyString dataUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding];
uint8_t cKey[self.keySize];
bzero(cKey, sizeof(cKey));
[keyData getBytes:cKey length:self.keySize];
// 设置iv
uint8_t cIv[self.blockSize];
bzero(cIv, self.blockSize);
int option = 0;
//kCCOptionPKCS7Padding | kCCOptionECBMode ECB加密
//kCCOptionPKCS7Padding CBC加密
if (iv) {
[iv getBytes:cIv length:self.blockSize];
option = kCCOptionPKCS7Padding;
} else {
option = kCCOptionPKCS7Padding | kCCOptionECBMode;
}
// 设置输出缓冲区
NSData *data = [[NSData alloc] initWithBase64EncodedString:string options:0];
size_t bufferSize = [data length] + self.blockSize;
void *buffer = malloc(bufferSize);
// 开始解密
size_t decryptedSize = 0;
//加密解密都是 CCCrypt
/**
1.kCCEncrypt 加密/kCCDecrypt解密
2.加密算法
3.加密选项
4.KEY的地址
5.KEY的长度
6.iv初始化向量
7.加密的数据(地址)
8.加密的数据长度
9.密文的内存地址
10.密文缓冲区的大小
11.加密结果大小
*/
CCCryptorStatus cryptStatus = CCCrypt(kCCDecrypt,
self.algorithm,
option,
cKey,
self.keySize,
cIv,
[data bytes],
[data length],
buffer,
bufferSize,
&decryptedSize);
NSData *result = nil;
if (cryptStatus == kCCSuccess) {
result = [NSData dataWithBytesNoCopy:buffer length:decryptedSize];
} else {
free(buffer);
NSLog(@"[错误] 解密失败|状态编码: %d", cryptStatus);
}
return [[NSString alloc] initWithData:result encoding:NSUTF8StringEncoding];
}
@end
安全隐患
我们设置一个CCCrypt符号断点，然后运行封装好的CCCrypt加密函数，在控制台进行下面操作，我们可以截取到明文信息
CCCrypt断点
解决办法
- 方法、参数进行按位异或
