Base64編碼、MD5、SHA1-SHA512、HMAC(SHA1-SHA512)

據(jù)說今天520是個(gè)好日子,為什么我想起的是502、500、404這些?還好服務(wù)器沒事!

另,下圖剛好520喜歡,已截圖保存,不用擔(dān)心破壞,隨意點(diǎn)喜歡吧

520

一、Base64編碼

Base64編碼要求把3個(gè)8位字節(jié)(3*8=24)轉(zhuǎn)化為4個(gè)6位的字節(jié)(4*6=24),之后在6位的前面補(bǔ)兩個(gè)0,形成8位一個(gè)字節(jié)的形式,這樣每一個(gè)字節(jié)的有效位為6位,則取值范圍0~630 ~ (2^6 - 1)。如果最后剩下的字符不到3個(gè)字節(jié),則用0填充,輸出字符使用'=',因此我們看到Base64末尾會有1到2個(gè)'='。另外標(biāo)準(zhǔn)還要求每76個(gè)字符要插入換行(不過,這個(gè)視具體情況定)。

iOS7之后蘋果有自己的Base64編碼解碼API,NSData的擴(kuò)展:NSData (NSDataBase64Encoding)

兩種存儲方式

  • 可見字符串形式

為了保證所輸出的每一個(gè)編碼字節(jié)都是可讀字符,而不是0~63這些數(shù)字,Base64制作了一個(gè)碼表,就像ASCII碼表一樣,每一個(gè)Base64碼值都有對應(yīng)的字符。64個(gè)可讀字符從0到63非別是A-Z、a-z、0-9、+、/,這也是Base64名字的由來。

  • 以16進(jìn)制形式

即NSData形式保存,Base64編碼結(jié)果為字符,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。

下面舉個(gè)例子,并以蘋果提供的API來詳細(xì)介紹Base64編碼解碼過程:

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

轉(zhuǎn)換為4*6結(jié)果 00001100 00010011 00001000 00110011
Base64對應(yīng)字符 M T I z
對應(yīng)ASCII碼值(16進(jìn)制) 4d 54 49 7a

上面的過程通過代碼實(shí)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,那么"123"對應(yīng)的ASCII碼表碼值是31、32、33(16進(jìn)制)
NSData *plainData = [plainStr dataUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding];
// 3.1 將其進(jìn)行Base64編碼,且結(jié)果以字符串形式保存,對應(yīng)表中的第二行
NSString *baseStr = [plainData base64EncodedStringWithOptions:0];
// 3.2 將其進(jìn)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(xiàng),有多種取值

  • NSDataBase64Encoding64CharacterLineLength:每64個(gè)字符插入\r或\n
  • NSDataBase64Encoding76CharacterLineLength:每76個(gè)字符插入\r或\n,標(biāo)準(zhǔn)中有要求是76個(gè)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(gè)選項(xiàng)為是否允許插入字符,以及多少個(gè)字符長度插入,兩個(gè)可以選其一或者都不選。后兩個(gè)選項(xiàng)代表要插入的具體字符。比如我們想76個(gè)字符后插入一個(gè)\r則可以NSDataBase64Encoding76CharacterLineLength | NSDataBase64EncodingEndLineWithCarriageReturn。而在上面舉的例子中選項(xiàng)為0,則代表不插入字符。

第三方框架

在iOS7之前我們一般用的都是第三方框架,比如nicklockwood寫的https://github.com/nicklockwood/Base64還有Google的GTMBase64,雖然蘋果有了自己的實(shí)現(xiàn),但是許多其它的加密框架都用到了它,所以還是要了解一下,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。

二、MD5、SHA1、SHA256、SHA512、HMAC實(shí)現(xiàn)

主要用于驗(yàn)證,防止信息被修改。介紹請參照http://www.itdecent.cn/p/003b85fd3e36。

具體的實(shí)現(xiàn)參考第三方框架:https://github.com/kelp404/CocoaSecurity。非常全面,不過不是太方便,比如想要獲得MD5結(jié)果

NSString *plainStr = @"123";
CocoaSecurityResult *md5 = [CocoaSecurity md5:plainStr];
// 獲取md5結(jié)果
NSString *md5Str = md5.hexLower;

不能直接plainStr.MD5Hash就獲得字符串形式的結(jié)果,這里我封裝了一個(gè),可以參見工程中的NSString+Hash類https://github.com/mddios/EncryptionTools,可以直接對字符串進(jìn)行操作,類似plainStr.MD5Hash、plainStr.sha1Hash···plainStr.sha256Hash···,非常方便。

比如對@"123"哈希,下面用上面提到兩種方法:

- (void)hashTest {
    NSString *plainStr = @"123";
    // md5
    CocoaSecurityResult *md5 = [CocoaSecurity md5:plainStr];
    NSLog(@"md5:%lu---%@---%@",plainStr.md5Hash.length, plainStr.md5Hash,md5.hex);
    // 40
    CocoaSecurityResult *sha1 = [CocoaSecurity sha1:plainStr];
    NSLog(@"sha1:%lu---%@---%@",plainStr.sha1Hash.length,  plainStr.sha1Hash,sha1.hex);
    // 56
    CocoaSecurityResult *sha224 = [CocoaSecurity sha224:plainStr];
    NSLog(@"sha224:%lu---%@---%@",plainStr.sha224Hash.length,plainStr.sha224Hash,sha224.hex);
    // 64
    CocoaSecurityResult *sha256 = [CocoaSecurity sha256:plainStr];
    NSLog(@"sha256:%lu---%@---%@",plainStr.sha256Hash.length,plainStr.sha256Hash,sha256.hex);
    // 96
    CocoaSecurityResult *sha384 = [CocoaSecurity sha384:plainStr];
    NSLog(@"sha384:%lu---%@---%@",plainStr.sha384Hash.length,plainStr.sha384Hash,sha384.hex);
    // 128
    CocoaSecurityResult *sha512 = [CocoaSecurity sha512:plainStr];
    NSLog(@"sha512:%lu---%@---%@",plainStr.sha512Hash.length,plainStr.sha512Hash,sha512.hex);
    
    // hmac
    CocoaSecurityResult *hmacmd5 = [CocoaSecurity hmacMd5:plainStr hmacKey:plainStr];
    NSLog(@"hmacmd5:%lu---%@---%@",[plainStr hmacMD5WithKey:plainStr].length,[plainStr hmacMD5WithKey:plainStr],hmacmd5.hex);
}
  • 在電腦終端來獲取結(jié)果

封裝的代碼中NSString+Hash.h頭文件,有具體列出終端命令方法,如下:

/// 返回結(jié)果:32長度   終端命令:md5 -s "123"
- (NSString *)md5Hash;

/// 返回結(jié)果:40長度   終端命令:echo -n "123" | openssl sha -sha1
- (NSString *)sha1Hash;

/// 返回結(jié)果:56長度   終端命令:echo -n "123" | openssl sha -sha224
- (NSString *)sha224Hash;

/// 返回結(jié)果:64長度   終端命令:echo -n "123" | openssl sha -sha256
- (NSString *)sha256Hash;

/// 返回結(jié)果:96長度   終端命令:echo -n "123" | openssl sha -sha384
- (NSString *)sha384Hash;

/// 返回結(jié)果:128長度   終端命令:echo -n "123" | openssl sha -sha512
- (NSString *)sha512Hash;

#pragma mark - HMAC

/// 返回結(jié)果:32長度  終端命令:echo -n "123" | openssl dgst -md5 -hmac "123"
- (NSString *)hmacMD5WithKey:(NSString *)key;

/// 返回結(jié)果:40長度   echo -n "string" | openssl sha -sha1 -hmac "key"
- (NSString *)hmacSHA1WithKey:(NSString *)key;
- (NSString *)hmacSHA224WithKey:(NSString *)key;
- (NSString *)hmacSHA256WithKey:(NSString *)key;
- (NSString *)hmacSHA384WithKey:(NSString *)key;
- (NSString *)hmacSHA512WithKey:(NSString *)key;
  • 關(guān)于MD5加鹽,只是多了下面第一行
plainStr = [plainStr stringByAppendingString:salt];
NSString *md5Str = plainStr.md5Hash;

github代碼下載地址:https://github.com/mddios/EncryptionTools

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