AES简介

美国国家标准技术琢磨所在2001年公布了尖端加密标准(AES)。AES是一个对称分组密码算法,目的在于取代DES成为广大运用的规范。

基于使用的密码长度,AES最常见的有3种密钥方案,用以适应不一样的现象必要,分别是AES-128、AES-192和AES-256,与集体密钥密码使用密钥对差异,对称密钥密码使用同样的密钥加密和平化解密数据,

 

注意事项:1.AES加密的时候分为很多方式的。除了ECB不须要设置IV  
 其余格局都急需安装iv(那是外人告诉我的);固然您利用的不是ECB方式,其他方式千万记得设置IV;

 

AES加密方式和填充形式

算法/方式/填充                16字节加密后数据长度       
不满16字节加密后长度
AES/CBC/NoPadding             16                          不支持
AES/CBC/PKCS5Padding          32                          16
AES/CBC/ISO10126Padding       32                          16
AES/CFB/NoPadding             16                          原始数据长度
AES/CFB/PKCS5Padding          32                          16
AES/CFB/ISO10126Padding       32                          16
AES/ECB/NoPadding             16                          不支持
AES/ECB/PKCS5Padding          32                          16
AES/ECB/ISO10126Padding       32                          16
AES/OFB/NoPadding             16                          原始数据长度
AES/OFB/PKCS5Padding          32                          16
AES/OFB/ISO10126Padding       32                          16
AES/PCBC/NoPadding            16                          不支持
AES/PCBC/PKCS5Padding         32                          16
AES/PCBC/ISO10126Padding      32                          16

 

参照文章


Base64编码

据我说知,苹果并没有提供API来是实现Base64编码,所以需要看官在网上寻找验证,还好,这并不难

感谢Lonely__angelababa的晋升,苹果是有Base64的API,截图如下:

苹果提供Base64API.png

Base64编码的思想是是使用64个基本的ASCII码字符对数据进行重新编码。它将须求编码的数额拆分成字节数组。以3个字节为一组。按顺序排列24 位数据,再把那24位数据分为4组,即每组6位。再在每组的的最高位前补两个0凑足一个字节。这样就把一个3字节为一组的数据重新编码成了4个字节。当所要编码的多寡的字节数不是3的整倍数,也就是说在分组时最终一组不够3个字节。那时在终极一组填充1到2个0字节。并在结尾编码落成后在最终添加1到2个
“=”。

例:将对ABC进行BASE64编码:

1、首先取ABC对应的ASCII码值。A(65)B(66)C(67);

2、再取二进制值A(01000001)B(01000010)C(01000011);

3、然后把那多少个字节的二进制码接起来(010000010100001001000011);

4、
再以6位为单位分为4个数据块,并在最高位填充三个0后形成4个字节的编码后的值,(00010000)(00010100)(00001001)(00000011),其中加色部分为真正数据;

5、再把这七个字节数据转化成10进制数得(16)(20)(9)(3);

爱博体育投注,6、最终根据BASE64给出的64个主导字符表,查出对应的ASCII码字符(Q)(U)(J)(D),那里的值实际就是数额在字符表中的索引。

Base64编码表

解码进程就是把4个字节再还原成3个字节再依据区其他多少形式把字节数组重新整理成数据。

Base64很直观的指标就是让二进制文件转载为64个中央的ASCII码字符。

AES

系统也并没有一贯提供诸如DES、AES的API,不过提供了加密解密的相干操作CommonCrypto,DES或然AES的兑现,必要大家和好包裹一下。

加密是由算法/模式/填充重组的,算法是DES,AES等,
方式是EBC,CBC等,iOS和Android的填充是不同的:

mac支持:

NoPadding (NoPadding就是不填充,约等于自定义填充)

PKCS7Padding

而java支持:

NoPadding

ISO10126Padding

OAEPPadding, OAEPWith<digest>And<mgf>Padding

PKCS1Padding

PKCS5Padding

SSL3Padding

接下去我们引入一些背景知识:

在密码学中,分组加密(Block
cipher,又称分块加密),是一种对称密钥算法。它将公开分成多少个等长的模块(block),使用规定的算法和对称密钥对每组分别加密解密。分组加密是极其首要的加密协议组成,其中典型的如DES和AES作为美利坚合众国政坛核定的专业加密算法,应用领域从电子邮件加密到银行交易转帐,格外普遍。

密码学中的工作模式:

最早出现的行事方式,ECB,CBC,OFB和CFB可以追溯到1981年。2001年,NIST修订了其原先公布的劳作方式工作列表,参与了AES,并投入了CTR格局。最终,在二〇一〇年三月,NIST参预了XTS-AES,而其他的可相信形式并从未为NIST所认证。例如CTS是一种密文窃取的情势,许多少厚度广的密码学运行库提供了那种格局。

密码学中,块密码的做事方式允许行使同一个块密码密钥对多于一块的数码进行加密,并保险其安全性。块密码本人只好加密长度等于密码块长度的单块数据,若要加密变长数据,则数据必须先被细分为一些独门的密码块。平常而言,最后一块数据也亟需选拔方便填充方式将数据扩充到适合密码块大小的长度。一种工作方式描述了加密每一数据块的进程,并经常使用基于一个普普通通号称初始化向量的叠加输入值以开展随机化,以保证安全。

初始化向量

起首化向量(IV,Initialization
Vector)是很多工作格局中用来随机化加密的一块数据,因而得以由同样的公开,相同的密钥产生不一样的密文,而无需再度发生密钥,防止了日常格外复杂的这一经过。

早先化向量与密钥比较有差别的安全性必要,因而IV平日并非保密,但是在多数景色中,不应有在使用相同密钥的场所下两次利用同一个IV。对于CBC和CFB,重用IV会导致败露明文第一个块的某些音信,亦包蕴多个例外新闻中平等的前缀。对于OFB和CTR而言,重用IV会导致全盘失去安全性。此外,在CBC方式中,IV在加密时必须是不只怕算计的;特其余,在很多落到实处中使用的发生IV的法门,例如SSL2.0用到的,即采纳上一个消息的末梢一块密文作为下一个新闻的IV,是不安全的。

只顾:ECB方式不须要初步化向量,之所以提一句,是因为自个儿用的ECB方式。

填充

块密码只好对规定长度的数目块举行拍卖,而新闻的尺寸一般是可变的。因而有些方式(即ECB和CBC)须要最终一块在加密前开展填空。有数种填充方法,其中最简易的一种是在平文的末尾填充空字符以使其尺寸为块长度的平头倍,但必须保险可以回复平文的本来长度;例如,若平文是C语言风格的字符串,则唯有串尾会有空字符。稍微复杂一点的法子则是原有的DES使用的法子,即在数额后添加一个1位,再添加充分的0位直到满足块长度的渴求;若消息长度刚好符合块长度,则拉长一个填充块。最复杂的则是针对CBC的法门,例如密文窃取,残块终结等,不会暴发额外的密文,但会大增一些复杂度。Bruce·施奈尔和尼尔斯·弗格森提议了三种简单的大概性:添加一个值为128的字节(十六进制的80),再以0字节填满最终一个块;或向最后一个块填充n个值均为n的字节。

CFB,OFB和CTR方式不要求对长度不为密码块大小整数倍的新闻举办专门的处理。因为那些格局是透过对块密码的输出与平文举办异或工作的。最后一个平文块(或者是不完整的)与密钥流块的前多少个字节异或后,暴发了与该平文块大小相同的密文块。流密码的这些特点使得它们可以动用在急需密文和平文数据长度严峻相等的地方,也可以使用在以流情势传输数据而不便宜举办填空的场所。

瞩目:ECB格局是急需填写的。

ECB:
最简易的加密方式即为电子密码本(Electronic
codebook,ECB)形式。须求加密的音讯依据块密码的块大小被分成数个块,并对逐个块举办独立加密。

ECB加密

ECB解密

本办法的弱点在于同样的平文块会被加密成相同的密文块;由此,它无法很好的隐藏数据形式。在少数场馆,那种艺术不能提供严谨的数码保密性,因而并不引进用于密码协议中。下边的例子突显了ECB在密文中体现平文的格局的水准:该图像的一个位图版本(上图)通过ECB情势只怕会被加密成中图,而非ECB方式平日会将其加密成最下图。

原图

行使ECB形式加密

提供了伪随机性的非ECB方式

原图是应用CBC,CTR或任何其它的更安全的方式加密最下图只怕暴发的结果——与随机噪声无异。注意最下图看起来的随机性并不可以代表图像已经被莱芜的加密;许多不安全的加密法也大概爆发那种“随机的”输出。

ECB情势也会招致使用它的磋商不只怕提供数据完整性爱惜,易遭到回放攻击的震慑,由此各个块是以完全相同的格局解密的。例如,“梦幻之星在线:玉米黄脉冲”在线电子游戏选拔ECB格局的Blowfish密码。在密钥沟通系统被破解而发生更简便的破解格局前,作弊者重复通过发送加密的“杀死怪物”音信包以非官方的赶快增添阅历值。

任何形式在此就不开展了,详情请转块密码的劳作方式
,进一步询问CBC、CFB、OFB、CTR等方式。

把最重视的函数摘出来解释一下:

/*!
    @function   CCCrypt
    @abstract   Stateless, one-shot encrypt or decrypt operation.
                This basically performs a sequence of CCCrytorCreate(),
                CCCryptorUpdate(), CCCryptorFinal(), and CCCryptorRelease().

    @param      alg             Defines the encryption algorithm.


    @param      op              Defines the basic operation: kCCEncrypt or
                    kCCDecrypt.

    @param      options         A word of flags defining options. See discussion
                                for the CCOptions type.

    @param      key             Raw key material, length keyLength bytes. 

    @param      keyLength       Length of key material. Must be appropriate 
                                for the select algorithm. Some algorithms may 
                                provide for varying key lengths.

    @param      iv              Initialization vector, optional. Used for 
                                Cipher Block Chaining (CBC) mode. If present, 
                                must be the same length as the selected 
                                algorithm's block size. If CBC mode is
                                selected (by the absence of any mode bits in 
                                the options flags) and no IV is present, a 
                                NULL (all zeroes) IV will be used. This is 
                                ignored if ECB mode is used or if a stream 
                                cipher algorithm is selected. 

    @param      dataIn          Data to encrypt or decrypt, length dataInLength 
                                bytes. 

    @param      dataInLength    Length of data to encrypt or decrypt.

    @param      dataOut         Result is written here. Allocated by caller. 
                                Encryption and decryption can be performed
                                "in-place", with the same buffer used for 
                                input and output. 

    @param      dataOutAvailable The size of the dataOut buffer in bytes.  

    @param      dataOutMoved    On successful return, the number of bytes
                    written to dataOut. If kCCBufferTooSmall is
                returned as a result of insufficient buffer
                space being provided, the required buffer space
                is returned here. 

    @result     kCCBufferTooSmall indicates insufficent space in the dataOut
                                buffer. In this case, the *dataOutMoved 
                                parameter will indicate the size of the buffer
                                needed to complete the operation. The 
                                operation can be retried with minimal runtime 
                                penalty. 
                kCCAlignmentError indicates that dataInLength was not properly 
                                aligned. This can only be returned for block 
                                ciphers, and then only when decrypting or when 
                                encrypting with block with padding disabled. 
                kCCDecodeError  Indicates improperly formatted ciphertext or
                                a "wrong key" error; occurs only during decrypt
                                operations. 
 */  

CCCryptorStatus CCCrypt(
    CCOperation op,         /* 枚举值,确认是加密操作,还是解密操作 */
    CCAlgorithm alg,        /* 枚举值,确认加解密的算法,如kCCAlgorithmAES128、kCCAlgorithmDES */
    CCOptions options,      /* 枚举值,kCCOptionPKCS7Padding | kCCOptionECBMode,经我调查,这样就是ECB模式,并以PKCS7来填充*/
    const void *key,
    size_t keyLength,
    const void *iv,         /* 初始化向量(NULLoptional initialization vector),ECB模式写NULL就行 */
    const void *dataIn,     /* optional per op and alg */
    size_t dataInLength,
    void *dataOut,          /* data RETURNED here */
    size_t dataOutAvailable,
    size_t *dataOutMoved)  

地点说到,iOS和Android填充是差其余,那咋做?听闻,PKCS7Padding是兼容PKCS5Padding的,我在与安卓联合测试中,确实不成难题。

把我用的AES加密摘出来吧:

本身用的是一个NSData类目NSData+AES,密钥是128位的,即16个字节,加密解密方法的兑现如下(记得引#import <CommonCrypto/CommonCryptor.h>):

加密:

- (NSData *)AES128EncryptWithKey:(NSString *)key
{
    // 'key' should be 32 bytes for AES256, will be null-padded otherwise
    char keyPtr[kCCKeySizeAES128+1]; // room for terminator (unused)
    bzero(keyPtr, sizeof(keyPtr)); // fill with zeroes (for padding)

    // fetch key data
    [key getCString:keyPtr maxLength:sizeof(keyPtr) encoding:NSUTF8StringEncoding];

    NSUInteger dataLength = [self length];

    //See the doc: For block ciphers, the output size will always be less than or
    //equal to the input size plus the size of one block.
    //That's why we need to add the size of one block here
    size_t bufferSize = dataLength + kCCBlockSizeAES128;
    void *buffer = malloc(bufferSize);

    size_t numBytesEncrypted = 0;
    CCCryptorStatus cryptStatus = CCCrypt(kCCEncrypt, kCCAlgorithmAES128, kCCOptionPKCS7Padding | kCCOptionECBMode,
                                          keyPtr, kCCKeySizeAES128,
                                          NULL /* initialization vector (optional) */,
                                          [self bytes], dataLength, /* input */
                                          buffer, bufferSize, /* output */
                                          &numBytesEncrypted);
    if (cryptStatus == kCCSuccess) {
        //the returned NSData takes ownership of the buffer and will free it on deallocation
        return [NSData dataWithBytesNoCopy:buffer length:numBytesEncrypted];
    }

    free(buffer); //free the buffer;
    return nil;
}  

解密:

- (NSData *)AES128DecryptWithKey:(NSString *)key {
    // 'key' should be 32 bytes for AES256, will be null-padded otherwise
    char keyPtr[kCCKeySizeAES128+1]; // room for terminator (unused)
    bzero(keyPtr, sizeof(keyPtr)); // fill with zeroes (for padding)

    // fetch key data
    [key getCString:keyPtr maxLength:sizeof(keyPtr) encoding:NSUTF8StringEncoding];

    NSUInteger dataLength = [self length];

    //See the doc: For block ciphers, the output size will always be less than or
    //equal to the input size plus the size of one block.
    //That's why we need to add the size of one block here
    size_t bufferSize = dataLength + kCCBlockSizeAES128;
    void *buffer = malloc(bufferSize);

    size_t numBytesDecrypted = 0;
    CCCryptorStatus cryptStatus = CCCrypt(kCCDecrypt, kCCAlgorithmAES128, kCCOptionPKCS7Padding| kCCOptionECBMode,
                                          keyPtr, kCCKeySizeAES128,
                                          NULL /* initialization vector (optional) */,
                                          [self bytes], dataLength, /* input */
                                          buffer, bufferSize, /* output */
                                          &numBytesDecrypted);

    if (cryptStatus == kCCSuccess) {
        //the returned NSData takes ownership of the buffer and will free it on deallocation
        return [NSData dataWithBytesNoCopy:buffer length:numBytesDecrypted];
    }

    free(buffer); //free the buffer;
    return nil;
}