引言：

根據(jù)相關(guān)資料（上半部之哈希/下半部之對稱和非對稱加密）進行整理优床，方便以后回顧和查閱......

1. Base64
2. MD5谴蔑、SHA1、SHA256凭豪、SHA512、HMAC
3. AES
4. RSA

一晒杈、Base64

1. 算法介紹

Base64是網(wǎng)絡(luò)上最常見的用于傳輸8Bit字節(jié)代碼的編碼方式之一嫂伞，大家可以查看RFC2045～RFC2049，上面有MIME的詳細規(guī)范。Base64編碼可用于在HTTP環(huán)境下傳遞較長的標識信息帖努。個人感覺Base64僅僅是一種編碼方式（%02X）而不是加密方式如同UTF-8撰豺。
它使用 2 的最大次方來代表僅可打印的ASCII字符。在 Base64 中的變量使用字符 A—Z拼余、a—z 和 0 —9 共 62 個字符 , 用來作為 Base64 編碼表中的 64 碼 , 最后兩個用作為數(shù)字的符號在不同的系統(tǒng)中而不同污桦。Base64 編碼轉(zhuǎn)換的時候,將三個字節(jié)的數(shù)據(jù) , 先后放入 24 位的緩沖區(qū)中 , 先來的字節(jié)占高位。如果數(shù)據(jù)不足 3 個字節(jié) , 將緩沖區(qū)中剩下的位用 0 補足匙监。然后 , 每次取出 6 位,按照其值選擇ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789+/ 中的字符作為編碼后的輸出凡橱。不斷進行 , 直到全部輸入數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換完成。
Base64 要求把每三個 8Bit 的字節(jié)按照每 6Bit 一組的長度分割成四組(3 X 8 = 4 X 6 = 24),然后給每組 6Bit 的數(shù)據(jù)添加兩位高位 0,組成四個新的 8Bit 的字節(jié)舅柜。也就是說, 轉(zhuǎn)換后的字符串理論上將要比原來的長 1/3梭纹。然后將新產(chǎn)生的四個8Bit字節(jié)根據(jù)轉(zhuǎn)換表映射為 ASCII 字符。(最后兩個字符的定義在不同的系統(tǒng)中有所不同)致份。為了保證所輸出的編碼位可讀字符变抽，Base64制定了一個編碼表，以便進行統(tǒng)一轉(zhuǎn)換氮块。編碼表的大小為2^6=64绍载，這也是Base64名稱的由來。

Base64編碼表

2. 上代碼。蝠引。阳谍。。

在iOS7之前我們一般用的都是第三方框架螃概，比如nicklockwood寫的Base64框架還有Google的GTMBase64矫夯，雖然蘋果有了自己的實現(xiàn)，但是許多其它的加密框架都用到了它吊洼，所以還是要了解一下训貌，另外它還提供任意長度字符插入\r\n
，而蘋果只能是64或76長度冒窍。

Base64存儲方式（重要）：

• 可見字符串形式
  為了保證所輸出的每一個編碼字節(jié)都是可讀字符递沪，而不是0~63這些數(shù)字，Base64制作了一個碼表综液，就像ASCII碼表一樣款慨，每一個Base64碼值都有對應(yīng)的字符。64個可讀字符從0到63非別是A-Z谬莹、a-z檩奠、0-9约素、+、/笆凌，這也是Base64名字的由來。

• 以16進制形式
  即NSData形式保存士葫，Base64編碼結(jié)果為字符乞而，而這些字符又對應(yīng)ASCII碼表的碼值，NSData就是存儲ASCII碼表的碼值慢显。

示例： 蘋果原生API->NSData的擴展：NSData （NSDataBase64Encoding）

假設(shè)我們對字符串"123"進行Base64編碼爪模，"123"對應(yīng)的16進制是313233，二進制為00110001 00110010 00110011荚藻，將其變?yōu)?*** 6結(jié)果即下表中的第一行屋灌。然后根據(jù)Base64的碼表，它們分別對應(yīng)表中的第二行应狱。那么"123"編碼的最終結(jié)果即為MTIz共郭，以字符串的形式保存。然后根據(jù)MTIz對應(yīng)ASCII碼值疾呻，以NSData形式存儲除嘹，如表中的第三行。

上面的過程通過代碼實現(xiàn)如下：

//1 待編碼的原始字符串
NSString *plainStr = @"123";
// 2 將其轉(zhuǎn)換成NSData保存岸蜗，那么"123"對應(yīng)的ASCII碼表碼值是31尉咕、32、33（16進制）
NSData *plainData = [plainStr dataUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding];
// 3.1 將其進行Base64編碼璃岳，且結(jié)果以字符串形式保存年缎，對應(yīng)表中的第二行
NSString *baseStr = [plainData base64EncodedStringWithOptions:0];
// 3.2 將其進行Base64編碼，且結(jié)果以NSData形式保存
NSData *base64Data = [plainData base64EncodedDataWithOptions:0];

另外對于參數(shù)NSDataBase64EncodingOptions選項铃慷，有多種取值

• NSDataBase64Encoding64CharacterLineLength：每64個字符插入\r或\n
• NSDataBase64Encoding76CharacterLineLength：每76個字符插入\r或\n单芜，標準中有要求是76個字符要換行，不過具體還是自己定
• NSDataBase64EncodingEndLineWithCarriageReturn：插入字符為\r
• NSDataBase64EncodingEndLineWithLineFeed：插入字符為\n

前兩個選項為是否允許插入字符枚冗，以及多少個字符長度插入缓溅，兩個可以選其一或者都不選。后兩個選項代表要插入的具體字符赁温。比如我們想76個字符后插入一個\r則可以NSDataBase64Encoding76CharacterLineLength | NSDataBase64EncodingEndLineWithCarriageReturn
坛怪。而在上面舉的例子中選項為0，則代表不插入字符股囊。

二袜匿、MD5、SHA1稚疹、SHA256居灯、SHA512祭务、HMAC

實質(zhì)是抽取特征碼，這樣一般不會重復(fù)怪嫌！不同的文本它的哈希結(jié)果是有可能相同的义锥，但概率很小。（舉例：比如想要識別一個人岩灭，我們可以通過他的指紋來鎖定他拌倍，指紋出現(xiàn)相同的概率很低吧！在這里噪径，人就相當于數(shù)據(jù)柱恤，而指紋就相當于對人這個數(shù)據(jù)進行hash后得到的結(jié)果）
對任意一個二進制數(shù)據(jù)進行哈希，可以得到定長的字符串結(jié)果找爱，例如MD5哈希結(jié)果是128bit梗顺，更多是以32個字符的十六進制格式哈希輸出
還有就是不可逆的，既然是不可逆的车摄，那么當然不是用來加密的寺谤，而是簽名
以MD5為例說明：（SHA實現(xiàn)換湯不換藥，更換實現(xiàn)中的數(shù)據(jù)格式以及加密算法就ok了）

+ (NSString *)md5EncryptStringWithString:(NSString *)str{
    const char *plain = str.UTF8String;
    unsigned char *digest;
    digest = malloc(CC_SHA1_DIGEST_LENGTH);
    
    CC_MD5(plain, (CC_LONG)strlen(plain), digest);
    
    NSString *encode = [self stringFromBytes:digest length:CC_MD5_DIGEST_LENGTH];
    free(digest);
    return encode;
}

+ (NSString *)md5EncryptStringWithData:(NSData *)data{
    
    unsigned char *digest;
    digest = malloc(CC_SHA1_DIGEST_LENGTH);
    
    CC_MD5(data.bytes, (CC_LONG)data.length, digest);
    
    NSString *encode = [self stringFromBytes:digest length:CC_MD5_DIGEST_LENGTH];
    free(digest);
    return encode;
}

+ (NSData *)md5EncryptDataWithString:(NSString *)str{
    const char *plain = str.UTF8String;
    unsigned char result[CC_MD5_DIGEST_LENGTH];
    
    CC_MD5(plain, (CC_LONG)strlen(plain), result);
    
    return [[NSData alloc] initWithBytes:result length:CC_MD5_DIGEST_LENGTH];
}

+ (NSData *)md5EncryptDataWithData:(NSData *)data{
    unsigned char result[CC_MD5_DIGEST_LENGTH];
    
    CC_MD5(data.bytes, (CC_LONG)data.length, result);
    
    return [NSData dataWithBytes:result length:CC_MD5_DIGEST_LENGTH];
}

補充說明：

1. MD5一些算法

2. 以NSData輸出练般，是以dataWithBytes:length:方法獲却Ｑ（byte和長度）

3. 以NSString輸出，蘋果沒有相關(guān)的方法提供薄料，見下面實現(xiàn)

+ (NSString *)stringFromBytes:(uint8_t *)bytes length:(int)length {
    NSMutableString *strM = [NSMutableString string];
    
    for (int i = 0; i < length; i++) {
        //此處%02X中X的大小寫決定了輸出字母的大小寫
        [strM appendFormat:@"%02X", bytes[i]];
    }
    
    return [strM copy];
}

以HMACMD5為例說明HAMAC：
HMAC是密鑰相關(guān)的哈希運算消息認證碼（Hash-based Message Authentication Code）,HMAC運算利用哈希算法敞贡，以一個密鑰和一個消息為輸入，生成一個消息摘要作為輸出摄职。個人感覺有秘鑰會更安全一點誊役，但是HTTPS才是以后發(fā)展王道。谷市。蛔垢。。迫悠。下面實現(xiàn)有字符串輸出的依然參考上面stringFromBytes:length:

+ (NSString *)hmacMD5EncryptStringWithString:(NSString *)str andKey:(NSString *)key{
    const char *keyData = key.UTF8String;
    const char *strData = str.UTF8String;
    uint8_t buffer[CC_MD5_DIGEST_LENGTH];
    
    CCHmac(kCCHmacAlgMD5, keyData, strlen(keyData), strData, strlen(strData), buffer);
    
    
    return [self stringFromBytes:buffer length:CC_MD5_DIGEST_LENGTH];
}

+ (NSString *)hmacMD5EncryptStringWithData:(NSData *)data andKey:(NSString *)key{
    const char *keyData = key.UTF8String;
    //    const char *strData = str.UTF8String
    uint8_t buffer[CC_MD5_DIGEST_LENGTH];
    
    CCHmac(kCCHmacAlgMD5, keyData, strlen(keyData), [data bytes], [data length], buffer);
    
    
    return [self stringFromBytes:buffer length:CC_MD5_DIGEST_LENGTH];
}

+ (NSData *)hmacMD5EncryptDataWithString:(NSString *)str andKey:(NSString *)key{
    const char *keyData = key.UTF8String;
    const char *strData = str.UTF8String;
    unsigned char hash[CC_MD5_DIGEST_LENGTH];

    CCHmac(kCCHmacAlgMD5, keyData, strlen(keyData), strData, strlen(strData), hash);

    return ( [NSData dataWithBytes: hash length: CC_MD5_DIGEST_LENGTH] );
}
+ (NSData *)hmacMD5EncryptDataWithData:(NSData *)data andKey:(NSString *)key{
    const char *keyData = key.UTF8String;
    unsigned char hash[CC_MD5_DIGEST_LENGTH];
    
    CCHmac(kCCHmacAlgMD5, keyData, strlen(keyData), data.bytes, data.length, hash);
    
    return ( [NSData dataWithBytes: hash length: CC_MD5_DIGEST_LENGTH] );
}

三鹏漆、AES

AES加密過程涉及到4種操作：字節(jié)替代（SubBytes）、行移位（ShiftRows）创泄、列混淆（MixColumns）和輪密鑰加（AddRoundKey）艺玲。解密過程分別為對應(yīng)的逆操作。由于每一步操作都是可逆的鞠抑，按照相反的順序進行解密即可恢復(fù)明文饭聚。加解密中每輪的密鑰分別由初始密鑰擴展得到。算法中16字節(jié)的明文搁拙、密文和輪密鑰都以一個4x4的矩陣表示秒梳。
說明：AES根據(jù)秘鑰的長度不同分為AES128法绵、AES129、AES256酪碘；AES細分又有很多加密模式（ECB朋譬、CBC、CFB兴垦、OFB）此熬，一般開發(fā)常用的有ECB和CBC。

• ECB（Electronic Code Book滑进，電子密碼本）模式
  是一種基礎(chǔ)的加密方式，要加密的數(shù)據(jù)被分割成分組長度相等的塊,不足補齊募谎，然后單獨的一個個組加密扶关，合在一起輸出組成密文。
  優(yōu)點: 1.簡單数冬； 2.有利于并行計算节槐； 3.誤差不會被擴散；
  缺點: 1.不能隱藏明文的模式拐纱； 2.可能對明文進行主動攻擊铜异；
  因此，此模式適于加密小消息秸架。
• CBC（Cipher Block Chaining揍庄，加密塊鏈）模式
  是一種循環(huán)模式，也將要加密的數(shù)據(jù)分割為長度相等的組,不足補齊东抹，前一個分組的密文和當前分組的明文異或操作后再加密蚂子，這樣做的目的是增強破解難度，會比ECB安全一點缭黔。
  優(yōu)點： 不容易主動攻擊,安全性好于ECB,適合傳輸長度長的報文,是SSL食茎、IPSec的標準。
  缺點： 1.不利于并行計算馏谨； 2.誤差傳遞别渔； 3.需要初始化向量IV

AES加密

/// 默認使用kCCOptionPKCS7Padding填充
#define kPaddingMode kCCOptionPKCS7Padding
/*
 默認CBC模式，返回base64編碼
 */
- (NSString *)aesEncryptWithHexKey:(NSString *)key hexIv:(NSString *)iv {
    NSData *aesKey = [key dataFromHexString];
    if (iv == nil) {
        // 32長度
        iv = @"00000000000000000000000000000000";
    }
    NSData *aesIv = [iv dataFromHexString];
    NSData *resultData = [self aesEncryptWithDataKey:aesKey dataIv:aesIv];
    return [resultData base64EncodedStringWithOptions:0];
}

/*
 默認CBC模式惧互，返回base64編碼
 */
- (NSString *)aesEncryptWithKey:(NSString *)key iv:(NSString *)iv {
    NSData *aesKey = [key dataUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding];
    if (iv == nil) {
        // 32長度
        iv = @"00000000000000000000000000000000";
    }
    NSData *aesIv = [iv dataUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding];
    NSData *resultData = [self aesEncryptWithDataKey:aesKey dataIv:aesIv];
    return [resultData base64EncodedStringWithOptions:0];
}

/*
 CBC模式哎媚，返回NSData
 */
- (NSData *)aesEncryptWithDataKey:(NSData *)key dataIv:(NSData *)iv {
    return [self aesEncryptOrDecrypt:kCCEncrypt data:[self dataUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding] dataKey:key dataIv:iv mode:kPaddingMode];
}

/*
 ECB模式，返回base64編碼
 */
- (NSString *)aesECBEncryptWithHexKey:(NSString *)key {
    NSData *aesKey = [key dataFromHexString];
    NSData *resultData = [self aesECBEncryptWithDataKey:aesKey];
    return [resultData base64EncodedStringWithOptions:0];
}

/*
 ECB模式壹哺，返回base64編碼
 */
- (NSString *)aesECBEncryptWithKey:(NSString *)key {
    NSData *aesKey = [key dataUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding];
    NSData *resultData = [self aesECBEncryptWithDataKey:aesKey];
    return [resultData base64EncodedStringWithOptions:0];
}

/*
 ECB模式抄伍，返回NSData
 */
- (NSData *)aesECBEncryptWithDataKey:(NSData *)key {
    NSData *aesIv = [@"00000000000000000000000000000000" dataFromHexString];
    return [self aesEncryptOrDecrypt:kCCEncrypt data:[self dataUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding] dataKey:key dataIv:aesIv mode:kPaddingMode | kCCOptionECBMode];
}

AES解密

/*
 默認CBC模式解密，默認string為base64格式
 */
- (NSString *)aesBase64StringDecryptWithHexKey:(NSString *)key hexIv:(NSString *)iv {
    NSData *aesKey = [key dataFromHexString];
    if (iv == nil) {
        // 32長度
        iv = @"00000000000000000000000000000000";
    }
    NSData *aesIv = [iv dataFromHexString];
    NSData *data = [[NSData alloc] initWithBase64EncodedString:self options:0];
    NSData *resultData = [NSString aesDecryptWithData:data dataKey:aesKey dataIv:aesIv];
    return [[NSString alloc] initWithData:resultData encoding:NSUTF8StringEncoding];
}

/*
 CBC模式解密管宵，返回NSData
 */
+ (NSData *)aesDecryptWithData:(NSData *)data dataKey:(NSData *)key dataIv:(NSData *)iv {
    return [[NSString alloc] aesEncryptOrDecrypt:kCCDecrypt data:data dataKey:key dataIv:iv mode:kPaddingMode];
}

/*
 ECB模式解密截珍，返回base64編碼
 */
- (NSString *)aesECBDecryptWithHexKey:(NSString *)key {
    NSData *aesKey = [key dataFromHexString];
    NSData *resultData = [self aesECBEncryptWithDataKey:aesKey];
    return [[NSString alloc] initWithData:resultData encoding:NSUTF8StringEncoding];;
}

/*
 ECB模式解密攀甚，返回NSData
 */
- (NSData *)aesECBDecryptWithDataKey:(NSData *)key {
    NSData *aesIv = [@"00000000000000000000000000000000" dataFromHexString];
    return [self aesEncryptOrDecrypt:kCCDecrypt data:[self dataUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding] dataKey:key dataIv:aesIv mode:kPaddingMode | kCCOptionECBMode];
}

補充說明：
這個運算會根據(jù)傳入key的長度進行識別,只是加密的輪數(shù)不同

- (NSData *)aesEncryptOrDecrypt:(CCOperation)option data:(NSData *)data dataKey:(NSData *)key dataIv:(NSData *)iv mode:(int)mode{
    // check length of key and iv
    if ([iv length] != 16) {
        @throw [NSException exceptionWithName:@"Encrypt"
                                       reason:@"Length of iv is wrong. Length of iv should be 16(128bits)"
                                     userInfo:nil];
    }
    if ([key length] != 16 && [key length] != 24 && [key length] != 32 ) {
        @throw [NSException exceptionWithName:@"Encrypt"
                                       reason:@"Length of key is wrong. Length of iv should be 16, 24 or 32(128, 192 or 256bits)"
                                     userInfo:nil];
    }
    
    // setup output buffer
    size_t bufferSize = [data length] + kCCBlockSizeAES128;
    void *buffer = malloc(bufferSize);
    
    // do encrypt
    size_t encryptedSize = 0;
    CCCryptorStatus cryptStatus = CCCrypt(option,
                                          kCCAlgorithmAES128,
                                          mode,
                                          [key bytes],     // Key
                                          [key length],    // kCCKeySizeAES
                                          [iv bytes],      // IV
                                          [data bytes],
                                          [data length],
                                          buffer,
                                          bufferSize,
                                          &encryptedSize);
    NSData *resultData = nil;
    if (cryptStatus == kCCSuccess) {
        NSData *resultData = [NSData dataWithBytes:buffer length:encryptedSize];        
        free(buffer);
        return resultData;
    } else {
        free(buffer);
        @throw [NSException exceptionWithName:@"Encrypt"
                                       reason:@"Encrypt Error!"
                                     userInfo:nil];
        return resultData;
    }
    return resultData;
}

四、RSA

使用說明

假設(shè)A岗喉、B雙方均擁有一對公私鑰(PUB_A秋度、PRI_A、PUB_B钱床、PRI_B)荚斯。

A向B發(fā)送Message的整個簽名和加密的過程如下：

1. A先使用HASH對Message生成一個固定長度的信息摘要Message_hash_A
2. A使用A的私鑰PRI_A對Message_hash_A進行簽名得到Message_sign（這里為什么不直接對Message進行簽名，而要對Message_hash_A進行簽名呢查牌？因為Message的長度可能很長事期，而Message_hash_A的長度則是固定的，這樣性能更高纸颜，格式也固定兽泣，況且hash的結(jié)果一般不會出現(xiàn)重復(fù)的可能）
3. A接著使用B的公鑰PUB_B對信息Message和信息Message_sign進行加密得到Message_RSA，這時A將Message_RSA發(fā)送給B胁孙。

當B接收到A的信息Message_RSA后唠倦，獲取Message的步驟如下：

1. B用自己的私鑰PRI_B解密得到明文：Message和Message_sign；
2. 然后B使用A的公鑰PUB_A解Message_sign得到Message_hash_A涮较；同時稠鼻，B再對Message使用與A相同的HASH得到Message_hash_B；
3. 如果Message_hash_A與Message_hash_B相同狂票，則說明Message沒有被篡改過候齿。

秘鑰生成方法
先cd 一個文件夾 生成的pem文件就在這個文件夾下面，以文本編輯器方式打開闺属。毛肋。。屋剑。润匙。

• 生成私鑰，1024bit唉匾，PKCS1Padding格式,Base64編碼

命令行：openssl genrsa -out rsa_private_key.pem 1024

結(jié)果如下：
-----BEGIN RSA PRIVATE KEY-----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-----END RSA PRIVATE KEY-----

• 根據(jù)上面的私鑰生成公鑰

命令行：openssl rsa -in rsa_private_key.pem -out rsa_public_key.pem -pubout

結(jié)果如下：
-----BEGIN PUBLIC KEY-----
MIGfMA0GCSqGSIb3DQEBAQUAA4GNADCBiQKBgQDOxoZIsFbFMeR0OWnc/sF5A3Gj
0BWsoClQW3BKgvMQ85ZXVCM67g6XItl5sSW2EyMaIeQ8tRsM0HI4oCvlOMjSVgdy
ZmqbUfaZDoDYPW2pDbLqMDr/o1eKxYpssbAyH6ZDyJeTOEu9yF7XUsIilokzc0D9
i+uPc8yp/vLYTPDJEQIDAQAB
-----END PUBLIC KEY-----

• 將私鑰生成pkcs8格式孕讳，可在iOS工程中直接使用

openssl pkcs8 -topk8 -in rsa_private_key.pem -out pkcs8_rsa_private_key.pem -nocrypt

結(jié)果：
-----BEGIN PRIVATE KEY-----
MIICdQIBADANBgkqhkiG9w0BAQEFAASCAl8wggJbAgEAAoGBAM7GhkiwVsUx5HQ5
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