一篇搞定RSA加密與SHA簽名|與Java完全同步??
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基礎(chǔ)知識(shí)
什么是RSA？
答：RSA是一種非對(duì)稱加密算法，常用來對(duì)傳輸數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，配合上數(shù)字摘要算法，也可以進(jìn)行文字簽名。
RSA加密中padding？
答：padding即填充方式，由于RSA加密算法中要加密的明文是要比模數(shù)小的，padding就是通過一些填充方式來限制明文的長(zhǎng)度。后面會(huì)詳細(xì)介紹padding的幾種模式以及分段加密。
加密和加簽有什么區(qū)別？
答：加密：公鑰放在客戶端，并使用公鑰對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，服務(wù)端拿到數(shù)據(jù)后用私鑰進(jìn)行解密；
加簽：私鑰放在客戶端，并使用私鑰對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加簽，服務(wù)端拿到數(shù)據(jù)后用公鑰進(jìn)行驗(yàn)簽。
前者完全為了加密；后者主要是為了防惡意攻擊，防止別人模擬我們的客戶端對(duì)我們的服務(wù)器進(jìn)行攻擊，導(dǎo)致服務(wù)器癱瘓。
基本原理
RSA使用“密鑰對(duì)”對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密解密，在加密解密前需要先生存公鑰（Public Key）和私鑰（Private Key）。
公鑰(Public key):?用于加密數(shù)據(jù). 用于公開, 一般存放在數(shù)據(jù)提供方, 例如iOS客戶端。
私鑰(Private key):?用于解密數(shù)據(jù). 必須保密, 私鑰泄露會(huì)造成安全問題。
iOS中的Security.framework提供了對(duì)RSA算法的支持，這種方式需要對(duì)密匙對(duì)進(jìn)行處理, 根據(jù)public key生成證書, 通過private key生成p12格式的密匙。想想jave直接用字符串進(jìn)行加密解密簡(jiǎn)單多了。(⊙o⊙)…
實(shí)戰(zhàn)
證書生成
RSA加密這塊公鑰、私鑰必不可少的。Apple是不支持直接使用字符串進(jìn)行加密解密的，推薦使用p12文件。這邊教大家去生成在加密中使用到的所有文件，并提供給Java使用，想當(dāng)年這個(gè)公鑰私鑰搞了半天了。 %>_<%?
這里將會(huì)生成iOS和java使用的一套公私鑰，記住 只是生成了一套 兩端使用的不同文件，需要多套的話可以再操作一波生成第二套。
生成模長(zhǎng)為1024bit的私鑰
openssl genrsa -out private_key.pem 1024
生成certification require file
openssl req -new -key private_key.pem -out rsaCertReq.csr
生成certification 并指定過期時(shí)間
openssl x509 -req -days3650-in rsaCertReq.csr -signkey private_key.pem -out rsaCert.crt
生成公鑰供iOS使用
openssl x509 -outform der -in rsaCert.crt -out public_key.der
生成私鑰供iOS使用 這邊會(huì)讓你輸入密碼，后期用到在生成secKeyRef的時(shí)候會(huì)用到這個(gè)密碼
openssl pkcs12 -export -out private_key.p12 -inkey private_key.pem -in rsaCert.crt
生成pem結(jié)尾的公鑰供Java使用
openssl rsa -in private_key.pem -out rsa_public_key.pem -pubout
生成pem結(jié)尾的私鑰供Java使用
openssl pkcs8 -topk8 -in private_key.pem -out pkcs8_private_key.pem -nocrypt
以上所有的步驟都是在終端下完成的哦 (^__^)
生成公鑰和私鑰的secKeyRef
//根據(jù)你的p12文件生成私鑰對(duì)應(yīng)的SecKeyRef 這邊返回若是nil 請(qǐng)檢查你p12文件的生成步驟-?
-(SecKeyRef)getPrivateKeyRefrenceFromData:(NSData*)p12Data password:(NSString*)password {
SecKeyRef privateKeyRef = NULL;
NSMutableDictionary * options = [[NSMutableDictionary alloc] init];
[options setObject: password forKey:(__bridge id)kSecImportExportPassphrase];
CFArrayRef items = CFArrayCreate(NULL,0,0, NULL);
OSStatus securityError = SecPKCS12Import((__bridge CFDataRef) p12Data, (__bridge CFDictionaryRef)options, &items);if(securityError == noErr && CFArrayGetCount(items) >0) {
? ? CFDictionaryRef identityDict = CFArrayGetValueAtIndex(items,0);
? ? SecIdentityRef identityApp = (SecIdentityRef)CFDictionaryGetValue(identityDict, kSecImportItemIdentity);
? ? securityError = SecIdentityCopyPrivateKey(identityApp, &privateKeyRef);
? ? if(securityError != noErr) {
? ? ? ? privateKeyRef = NULL;
? ? }
}
CFRelease(items);return privateKeyRef;
}
-//根據(jù)你的der文件公鑰對(duì)應(yīng)的SecKeyRef
- (SecKeyRef)getPublicKeyRefrenceFromeData:? ? (NSData*)derData {
SecCertificateRef myCertificate = SecCertificateCreateWithData(kCFAllocatorDefault, (__bridge CFDataRef)derData);
SecPolicyRef myPolicy = SecPolicyCreateBasicX509();
SecTrustRef myTrust;
OSStatus status = SecTrustCreateWithCertificates(myCertificate,myPolicy,&myTrust);
SecTrustResultType trustResult;if(status == noErr) {
? ? status = SecTrustEvaluate(myTrust, &trustResult);
}
SecKeyRef securityKey = SecTrustCopyPublicKey(myTrust);
CFRelease(myCertificate);
CFRelease(myPolicy);
CFRelease(myTrust);return securityKey;
}
加密與解密
- (NSData*)rsaEncryptData:(NSData*)data {
? ? SecKeyRef key = [self getPublicKey];
? ? size_t cipherBufferSize = SecKeyGetBlockSize(key);
? ? uint8_t *cipherBuffer = malloc(cipherBufferSize *sizeof(uint8_t));
? ? size_t blockSize = cipherBufferSize -11;
? ? ? size_t blockCount = (size_t)ceil([data length] / (double)blockSize);
? ? ? NSMutableData *encryptedData = [[NSMutableData alloc] init];
? ? for(inti=0; i
? ? unsigned longbufferSize = MIN(blockSize , [data length] - i * blockSize);
? ? NSData *buffer = [data subdataWithRange:NSMakeRange(i * blockSize, bufferSize)];
? ? OSStatus status = SecKeyEncrypt(key, kSecPaddingPKCS1, (constuint8_t *)[buffer bytes], [buffer length], cipherBuffer, &cipherBufferSize);
? ? if(status != noErr) {
? ? ? ? return nil;
? ? }
? ? NSData *encryptedBytes = [[NSData alloc] initWithBytes:(constvoid*)cipherBuffer length:cipherBufferSize];
? ? [encryptedData appendData:encryptedBytes];
? ? }
? if (cipherBuffer){
? ? free(cipherBuffer);
? }
? return encryptedData;
? }
- (NSData*)rsaDecryptData:(NSData*)data {
SecKeyRef key = [self getPrivatKey];
size_t cipherBufferSize = SecKeyGetBlockSize(key);
size_t blockSize = cipherBufferSize;
size_t blockCount = (size_t)ceil([data length] / (double)blockSize);
NSMutableData *decryptedData = [[NSMutableData alloc] init];for(inti =0; i < blockCount; i++) {
? ? unsigned longbufferSize = MIN(blockSize , [data length] - i * blockSize);
? ? NSData *buffer = [data subdataWithRange:NSMakeRange(i * blockSize, bufferSize)];
? ? size_t cipherLen = [buffer length];
? ? void*cipher = malloc(cipherLen);
? ? [buffer getBytes:cipher length:cipherLen];
? ? size_t plainLen = SecKeyGetBlockSize(key);
? ? void*plain = malloc(plainLen);
? ? OSStatus status = SecKeyDecrypt(key, kSecPaddingPKCS1, cipher, cipherLen, plain, &plainLen);
? ? if(status != noErr) {
? ? ? ? return nil;
? ? }
? ? NSData *decryptedBytes = [[NSData alloc] initWithBytes:(constvoid*)plain length:plainLen];
? ? [decryptedData appendData:decryptedBytes];
}return decryptedData;
}
RSA加密中的Padding
RSA_PKCS1_PADDING 填充模式，最常用的模式
要求: 輸入：必須 比 RSA 鑰模長(zhǎng)(modulus) 短至少11個(gè)字節(jié), 也就是 RSA_size(rsa) – 11 如果輸入的明文過長(zhǎng)，必須切割，然后填充。
輸出：和modulus一樣長(zhǎng)
根據(jù)這個(gè)要求，對(duì)于1024bit的密鑰，block length = 1024/8 – 11 = 117 字節(jié)
RSA_PKCS1_OAEP_PADDING
輸入：RSA_size(rsa) – 41
輸出：和modulus一樣長(zhǎng)
RSA_NO_PADDING 不填充
輸入：可以和RSA鑰模長(zhǎng)一樣長(zhǎng)，如果輸入的明文過長(zhǎng)，必須切割， 然后填充
輸出：和modulus一樣長(zhǎng)
簽名與驗(yàn)證
//對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行sha256簽名
- (NSData *)rsaSHA256SignData:(NSData *)plainData {
? SecKeyRef key = [self getPrivatKey];
? size_t signedHashBytesSize = SecKeyGetBlockSize(key);
? uint8_t* signedHashBytes = malloc(signedHashBytesSize);
? memset(signedHashBytes, 0x0, signedHashBytesSize);
? size_t hashBytesSize = CC_SHA256_DIGEST_LENGTH;
? uint8_t* hashBytes = malloc(hashBytesSize);
? if(!CC_SHA256([plainData bytes], (CC_LONG)[plainData length], hashBytes)) {
? ? return nil;
}
? ? ? SecKeyRawSign(key,
? ? ? ? ? ? ? kSecPaddingPKCS1SHA256,
? ? ? ? ? ? ? hashBytes,
? ? ? ? ? ? ? hashBytesSize,
? ? ? ? ? ? ? signedHashBytes,
? ? ? ? ? ? ? &signedHashBytesSize);
? ? NSData* signedHash = [NSData dataWithBytes:signedHashBytes
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? length:(NSUInteger)signedHashBytesSize];
? ? if (hashBytes)
? ? free(hashBytes);
? ? if (signedHashBytes)
? ? free(signedHashBytes);
? ? return signedHash;
? ? }
//這邊對(duì)簽名的數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證 驗(yàn)簽成功，則返回YES
- (BOOL)rsaSHA256VerifyData:(NSData *)plainData? ? withSignature:(NSData *)signature {
? ? SecKeyRef key = [self getPublicKey];
? ? size_t signedHashBytesSize = SecKeyGetBlockSize(key);
? ? constvoid* signedHashBytes = [signature bytes];
? ? size_t hashBytesSize = CC_SHA256_DIGEST_LENGTH;
? ? uint8_t* hashBytes = malloc(hashBytesSize);
? ? if(!CC_SHA256([plainData bytes], (CC_LONG)[plainData length], hashBytes)) {
? ? ? return NO;
? ? }
? ? ? OSStatus status = SecKeyRawVerify(key,
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? kSecPaddingPKCS1SHA256,
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? hashBytes,
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? hashBytesSize,
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? signedHashBytes,
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? signedHashBytesSize);
? ? returnstatus == errSecSuccess;
? ? }
文章到此就結(jié)束了，希望這篇文章對(duì)大家有所幫助。想看demo的請(qǐng)點(diǎn)擊：XYRSACryptor
