iOS 底層原理 + 逆向 文章匯總
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本文主要介紹對(duì)稱(chēng)算法的基本概念
對(duì)稱(chēng)加密
對(duì)稱(chēng)加密
- 加密、解密使用的是同一個(gè)key，即使用同一個(gè)密鑰加密的方式
對(duì)稱(chēng)加密過(guò)程
明文通過(guò)密鑰
加密得到密文密文通過(guò)密鑰
解密得到明文
對(duì)稱(chēng)加密優(yōu)點(diǎn)
加密計(jì)算量小
速度快
適合對(duì)大數(shù)據(jù)進(jìn)行加密的場(chǎng)景
對(duì)稱(chēng)加密的缺點(diǎn)
密鑰傳輸問(wèn)題：因?yàn)榧咏饷苁褂玫氖峭粋€(gè)密鑰，所以如何安全的把密鑰傳輸?shù)浇饷苷呤掷锸且粋€(gè)關(guān)鍵。在實(shí)際應(yīng)用中，一般是客戶(hù)端想服務(wù)器請(qǐng)求對(duì)稱(chēng)加密的密鑰，而且密鑰還需要使用非對(duì)稱(chēng)加密后再傳輸密鑰管理問(wèn)題：因?yàn)槊總€(gè)用戶(hù)都會(huì)有一個(gè)單獨(dú)的密鑰，所以隨著用戶(hù)的增多，密鑰的管理也是一個(gè)問(wèn)題。
常見(jiàn)的對(duì)稱(chēng)加密算法
在上節(jié)iOS逆向 07：Hash算法中我們利用了Hash算法加密，還可以使用對(duì)稱(chēng)加密，對(duì)稱(chēng)加密主要有以下 DES、3DES、 AES等，下面會(huì)分別進(jìn)行介紹
DES
DES (Data Encryption Standard) 是 1977 年美國(guó)聯(lián)邦信息處理標(biāo)準(zhǔn)(FIPS)中所采用的一種對(duì)稱(chēng)密碼(FIPS 46-3)。DES 一直以來(lái)被美國(guó)以及其他國(guó)家的政府和銀行所使用
DES 是一種把 64 位明文加密成 64 位密文的對(duì)稱(chēng)加密算法。它的密鑰長(zhǎng)度為 64 比特，但是除去每 7 個(gè)二進(jìn)制位會(huì)設(shè)置一個(gè)用于錯(cuò)誤檢測(cè)的位以外，實(shí)際上密鑰為 56 比特。
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DES 會(huì)以 64 個(gè)二進(jìn)制為一個(gè)分組進(jìn)行加密。DES一次性只能加密64位明文，如果明文超過(guò)了64位，就要進(jìn)行分組加密
DES加密 -
DES解密也是64位分組解密，解密密鑰實(shí)質(zhì)也是 56 位。
DES解密
3DES
三重 DES (triple-DES) 是為了增加 DES 強(qiáng)度，所以將 DES 重復(fù) 3 次得到的一種算法。也稱(chēng)為 TDEA (Triple Data Encryption Algorithm)，通?？s寫(xiě)為 3DES
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加密：進(jìn)行
3次DES加密（即加密-解密-加密），DES的密鑰長(zhǎng)度為56位，所以3DES的密鑰長(zhǎng)度為 56 * 3 = 168 位
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解密：解密的過(guò)程正好與加密過(guò)程相反，按照密鑰的逆序解密（即
解密-加密-解密）
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缺點(diǎn)：3DES 由于處理速度不高，除了兼容之前的 DES 以外，目前基本不再使用它了
AES
AES (Advanced Encrytion Standard) 是取代前任標(biāo)準(zhǔn) DES 而成為新標(biāo)準(zhǔn)的一種對(duì)稱(chēng)密碼算法。在全世界的范圍內(nèi)征集 AES 加密算法，最終于 2000 年從候選中選出了 Rijndael 算法，確定它為新的 AES。
Rijndael 的分組長(zhǎng)度和密鑰長(zhǎng)度可以分別以 32 位比特為單位在 128 比特到 256 比特的范圍內(nèi)進(jìn)行選擇。不過(guò)在 AES 的規(guī)范中，分組長(zhǎng)度被固定在 128 比特，密鑰長(zhǎng)度只有 128、192 和 256 比特三種。
加密：AES的加密是由多個(gè)輪組成，主要分為4輪
1、SubBytes 字節(jié)變換
2、ShiftRows 移行操作
3、MixColumns 混行操作
4、AddRoundKey 異或運(yùn)算
解密：AES的解密是加密的逆過(guò)程。
所以，在 Rijndael 加密過(guò)程中，每一輪處理的順序?yàn)椋?/p>
- SubBytes -> ShiftRows -> MixColumns -> AddRoundKey
在 Rijndael 解密過(guò)程中，每一輪處理的順序?yàn)椋?/p>
- AddRoundKey -> InvMixColumns -> InvShiftRows -> InvSubBytes
解密過(guò)程中除了第一步和加密完全一樣，其他三步都為加密的逆過(guò)程。
優(yōu)點(diǎn)
- 加密效率更高
- 目前還沒(méi)有針對(duì)AES有效的攻擊破譯方式
參考鏈接
注：對(duì)稱(chēng)算法這里也只是簡(jiǎn)單介紹，更為詳細(xì)的了解可以參考以下鏈接
分組模式
由于DES和AES一次加密都只能加密固定長(zhǎng)度的明文，如果需要加密任意長(zhǎng)度的明文，就需要對(duì)分組密碼進(jìn)行迭代。其中分組密碼的迭代方式就稱(chēng)為分組密碼的模式
常用的分組模式主要有ECB、CBC，下面來(lái)分別進(jìn)行介紹
ECB
ECB 模式全稱(chēng)“Electronic CodeBook”模式，在 ECB 模式中，將明文分組加密之后的結(jié)果直接就是密文分組，中間不做任何的變換。
簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，ECB就是一個(gè)電子密碼本模式，每一塊數(shù)據(jù)，獨(dú)立加密，獨(dú)立解密，如果其中一塊丟失，并不會(huì)影響其他數(shù)據(jù)塊。如下圖所示
ECB是最基本的加密模式，即通常理解的加密，相同的明文將永遠(yuǎn)加密成相同的密文，無(wú)初始向量，容易受到密碼本重放攻擊，一般情況下很少用
缺點(diǎn)
由于ECB的加密和解密都非常直接，所以可以根據(jù)密文中存在多少種重復(fù)的組合就能以此推測(cè)明文，來(lái)破譯密碼。所以ECB模式存在安全風(fēng)險(xiǎn)，使用的人很少。
CBC
CBC 模式的全稱(chēng)是 Cipher Block Chaining 模式，密文分組鏈接模式。名字中也展示它的實(shí)質(zhì)，像鏈條一樣相互鏈接在一起。使用一個(gè)密鑰和一個(gè)初始化向量[IV]對(duì)數(shù)據(jù)執(zhí)行加密
簡(jiǎn)單理解就是，同ECB一樣，也是一塊一塊的加密，但是后一塊數(shù)據(jù)的加密與前一塊數(shù)據(jù)室友關(guān)聯(lián)的，解密也是如此，如下所示
明文被加密前要與前面的密文進(jìn)行異或運(yùn)算后再加密，因此只要選擇不同的初始向量，相同的密文加密后會(huì)形成不同的密文，這是目前引用最廣泛的模式，CBC加密后的密文是上下文相關(guān)的，但明文的錯(cuò)誤不會(huì)傳遞到后續(xù)分組，但如果一個(gè)分組丟失，后面的分組將全部作廢（同步錯(cuò)誤）
ECB與CBC對(duì)比
ECB模式只進(jìn)行了
加密-
CBC模式則是在
加密之前進(jìn)行了一次 XOR（即異或），這樣就完美了克服了 ECB 的缺點(diǎn)了
ECB與CBC對(duì)比
優(yōu)點(diǎn)
CBC模式采用鏈接模式，可以有效的保證密文的完整性，如果一個(gè)數(shù)據(jù)塊在傳遞是丟失還是改變，后面的數(shù)據(jù)將無(wú)法正常解密
缺點(diǎn)
一個(gè)比特位的缺失就會(huì)導(dǎo)致整個(gè)密文無(wú)法解析。這算是 CBC 鏈?zhǔn)降囊粋€(gè)“小缺點(diǎn)”。相對(duì)ECB而言，更安全
總結(jié)
對(duì)稱(chēng)算法：加解密使用同一個(gè)key
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常用的對(duì)稱(chēng)算法
DES：數(shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn)，因?yàn)閺?qiáng)度不夠，所以使用很少3DES：使用3個(gè)密鑰，多相同的數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，相比DES而言，強(qiáng)度增強(qiáng)AES：高級(jí)密碼標(biāo)準(zhǔn)
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常用的分組模式
ECB：電子密碼本模式，每一塊數(shù)據(jù)獨(dú)立加密、獨(dú)立解密CBC：分組密碼采用鏈接模式，使用一個(gè)密鑰和一個(gè)初始化向量[IV]對(duì)數(shù)據(jù)執(zhí)行加密，即上下文是關(guān)聯(lián)的
