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【iOS】MD5(加密)/AES/Base64加密和解密

來源：程序員人生發布時間：2016-07-05 14:57:56 閱讀次數：3167次

MD5

甚么是MD5

Message Digest Algorithm MD5（中文名為消息摘要算法第5版）為計算機安全領域廣泛使用的1種散列函數，用以提供消息的完全性保護。MD5的典型利用是對1段信息（Message）產生信息摘要（Message-Digest），以避免被篡改。

MD5的特點

1、緊縮性：任意長度的數據，算出的MD5值長度都是固定的。
2、容易計算：從原數據計算出MD5值很容易。
3、抗修改性：對原數據進行任何改動，哪怕只修改1個字節，所得到的MD5值都有很大區分。
4、強抗碰撞：已知原數據和其MD5值，想找到1個具有相同MD5值的數據（即捏造數據）是非常困難的。
MD5的作用是讓大容量信息在用數字簽名軟件簽署私人密鑰前被”緊縮”成1種保密的格式（就是把1個任意長度的字節串變換成1定長的106進制數字串）。
比如之前在下載windows系統的時候，很多網站都會公布1個MD值，這個是這個軟件對應的MD5值，當系統被修改了，哪怕是1個字節，以后生成的MD5值都會有比較大的差異。
詳細的介紹，可以1步百度百科–MD5
MD5的實現
首先需要包括頭文件：

#import <CommonCrypto/CommonDigest.h>

/**
 *  MD5加密
 *
 *  @param string 需要加密的字符串
 *
 *  @return 返回加密后的結果
 */
+ (NSString *)md5:(NSString *)string{
    // OC 字符串轉換位C字符串
    const char *cStr = [string UTF8String];
    // 16位加密
    unsigned char digest[CC_MD5_DIGEST_LENGTH];
    // 1: 需要加密的C字符串
    // 2: 加密的字符串的長度
    // 3: 加密長度
    CC_MD5(cStr, (CC_LONG)strlen(cStr), digest);

    NSMutableString *result = [NSMutableString stringWithCapacity:CC_MD5_DIGEST_LENGTH * 2]; // 32位
    for (int i = 0; i < CC_MD5_DIGEST_LENGTH; i++) {
        [result appendFormat:@"%02X", digest[i]];
    }
    // 返回1個32位長度的加密后的字符串
    return result;
}

關于MD5的加密和解密也能夠在這個網站上測試：http://www.cmd5.com/

AES

甚么是AES
高級加密標準（英語：Advanced Encryption Standard，縮寫：AES），在密碼學中又稱Rijndael加密法。AES是1個對稱分組密碼算法，旨在取代DES成為廣泛使用的標準。根據使用的密碼長度，AES最多見的有3種方案，用以適應不同的場景要求，分別是AES⑴28、AES⑴92和AES⑵56。— 《iOS安全之路－－AES》
AES加密數據塊分組長度必須為128比特，密鑰長度可以是128比特、192比特、256比特中的任意1個（如果數據塊及密鑰長度不足時，會補齊）。AES加密有很多輪的重復和變換。大致步驟以下：1、密鑰擴大（KeyExpansion），2、初始輪（Initial Round），3、重復輪（Rounds），每輪又包括：SubBytes、ShiftRows、MixColumns、AddRoundKey，4、終究輪（Final Round），終究輪沒有MixColumns。
AES加密的實現

AES 加密的實現我們需要新建1個NSData的Category類，
然后包括兩個頭文件：

#import <CommonCrypto/CommonDigest.h>
#import <CommonCrypto/CommonCryptor.h>

AES 加密時，我們需要自己定義1個16位的字符串，作為key。

// 自定義1個KEY
#define AES_KEY  @"0123456789ABCDEF"

/**
 *  對data加密
 *
 *  @param data 需要加密的數據
 *
 *  @return 加密后的數據
 */
+(NSData *)aes256EncryptWithData:(NSData *)data{
    if (!AES_KEY || AES_KEY.length !=16) {
        NSLog(@"key length must be 16");
        return nil;
    }
    char keyPtr[kCCKeySizeAES256+1];
    bzero(keyPtr, sizeof(keyPtr));
    [AES_KEY getCString:keyPtr maxLength:sizeof(keyPtr) encoding:NSUTF8StringEncoding];
    NSUInteger dataLength = data.length;
    size_t bufferSize = dataLength + kCCBlockSizeAES128;
    void *buffer = malloc(bufferSize);
    size_t numBytesEncrypted = 0;
    CCCryptorStatus cryptStatus = CCCrypt(kCCEncrypt, kCCAlgorithmAES128,
                                          kCCOptionPKCS7Padding | kCCOptionECBMode,
                                          keyPtr, kCCBlockSizeAES128,
                                          NULL,
                                          data.bytes, dataLength,
                                          buffer, bufferSize,
                                          &numBytesEncrypted);
    if (cryptStatus == kCCSuccess) {
        return [NSData dataWithBytesNoCopy:buffer length:numBytesEncrypted];
    }
    free(buffer);
    return nil;
}

/**
 *  對data解密
 *
 *  @param data 需要解密的數據
 *
 *  @return 解密后的數據
 */
+(NSData *)aes256DecryptWithData:(NSData *)data{
    if (!AES_KEY || AES_KEY.length !=16) {
        NSLog(@"key length must be 16");
        return nil;
    }
    char keyPtr[kCCKeySizeAES256+1];
    bzero(keyPtr, sizeof(keyPtr));
    [AES_KEY getCString:keyPtr maxLength:sizeof(keyPtr) encoding:NSUTF8StringEncoding];
    NSUInteger dataLength = data.length;
    size_t bufferSize = dataLength + kCCBlockSizeAES128;
    void *buffer = malloc(bufferSize);
    size_t numBytesDecrypted = 0;
    CCCryptorStatus cryptStatus = CCCrypt(kCCDecrypt, kCCAlgorithmAES128,
                                          kCCOptionPKCS7Padding | kCCOptionECBMode,
                                          keyPtr, kCCBlockSizeAES128,
                                          NULL,
                                          data.bytes, dataLength,
                                          buffer, bufferSize,
                                          &numBytesDecrypted);
    if (cryptStatus == kCCSuccess) {
        return [NSData dataWithBytesNoCopy:buffer length:numBytesDecrypted];
    }
    free(buffer);
    return nil;
}

/**
 *  對字符串加密
 *
 *  @param string 需要加密的字符串
 *
 *  @return 加密后的數據
 */
+(NSData*)aes256EncryptWithString:(NSString*)string{
    NSData *data = [string dataUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding];
    NSData *encryptedData = [self aes256EncryptWithData:data];
    return encryptedData;
}

/**
 *  解密
 *
 *  @param data 需要解密的數據
 *
 *  @return 解密后的字符串
 */
+(NSString*)aes256DecryptStringWithData:(NSData *)data{

    NSData *decryData = [self aes256DecryptWithData:data];
    NSString *string = [[NSString alloc] initWithData:decryData encoding:NSUTF8StringEncoding];
    return string;
}

兩種加密和解密，1種是字符串的1種是數據流的。

Base64

甚么是base64

Base64是網絡上最多見的用于傳輸8Bit字節代碼的編碼方式之1，大家可以查看RFC2045～RFC2049，上面有MIME的詳細規范。Base64編碼可用于在HTTP環境下傳遞較長的標識信息。例如，在Java Persistence系統Hibernate中，就采取了Base64來將1個較長的唯1標識符（1般為128-bit的UUID）編碼為1個字符串，用作HTTP表單和HTTP GET URL中的參數。在其他利用程序中，也常常需要把2進制數據編碼為合適放在URL（包括隱藏表單域）中的情勢。此時，采取Base64編碼具有不可讀性，即所編碼的數據不會被人用肉眼所直接看到。

base64原理

轉碼進程例子：
3*8=4*6
內存1個字符占8位
轉前： s 1 3
先轉成ascii：對應 115 49 51
2進制： 01110011 00110001 00110011
6個1組（4組） 011100110011000100110011
然后才有后面的 011100 110011 000100 110011
然后計算機是8位8位的存數 6不夠，自動就補兩個高位0了
所有有了高位補0
科學計算器輸入 00011100 00110011 00000100 00110011
得到 28 51 4 51

base64的實現

base64和AES1樣，需要1個NSData的Category類，但是不需要包括那兩個頭文件。

base64需要自己定義1個64位長度的編碼表。

static const char base64EncodingTable[64] = "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789+/";

base64還需要1個解碼表。

static const short base64DecodingTable[256] = {
    -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -1, -1, -2,  -1,  -1, -2, -2,
    -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2,  -2,  -2, -2, -2,
    -1, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, 62,  -2,  -2, -2, 63,
    52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, ⑵, ⑵,  ⑵,  ⑵, ⑵, ⑵,
    -2, 0,  1,  2,  3,  4,  5,  6,  7,  8,  9,  10,  11,  12, 13, 14,
    15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, ⑵,  ⑵,  ⑵, ⑵, ⑵,
    -2, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36,  37,  38, 39, 40,
    41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, ⑵,  ⑵,  ⑵, ⑵, ⑵,
    -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2,  -2,  -2, -2, -2,
    -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2,  -2,  -2, -2, -2,
    -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2,  -2,  -2, -2, -2,
    -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2,  -2,  -2, -2, -2,
    -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2,  -2,  -2, -2, -2,
    -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2,  -2,  -2, -2, -2,
    -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2,  -2,  -2, -2, -2,
    -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2,  -2,  -2, -2, -2
};

/**
 *  數據流加密
 *
 *  @param data 需要加密的數據流
 *
 *  @return 加密后的字符串
 */
+(NSString *)base64EncodedWithData:(NSData *)data{
    NSUInteger length = data.length;
    if (length == 0)
        return @"";

    NSUInteger out_length = ((length + 2) / 3) * 4;
    uint8_t *output = malloc(((out_length + 2) / 3) * 4);
    if (output == NULL)
        return nil;

    const char *input = data.bytes;
    NSInteger i, value;
    for (i = 0; i < length; i += 3) {
        value = 0;
        for (NSInteger j = i; j < i + 3; j++) {
            value <<= 8;
            if (j < length) {
                value |= (0xFF & input[j]);
            }
        }
        NSInteger index = (i / 3) * 4;
        output[index + 0] = base64EncodingTable[(value >> 18) & 0x3F];
        output[index + 1] = base64EncodingTable[(value >> 12) & 0x3F];
        output[index + 2] = ((i + 1) < length)
        ? base64EncodingTable[(value >> 6) & 0x3F]
        : '=';
        output[index + 3] = ((i + 2) < length)
        ? base64EncodingTable[(value >> 0) & 0x3F]
        : '=';
    }

    NSString *base64 = [[NSString alloc] initWithBytes:output length:out_length encoding:NSASCIIStringEncoding];
    free(output);
    return base64;
}

/**
 *  字符串解密
 *
 *  @param base64EncodedString 需要解密的字符串
 *
 *  @return 解密后的數據流
 */
+(NSData *)base64DecryptWithString:(NSString *)base64EncodedString{
    NSInteger length = base64EncodedString.length;
    const char *string = [base64EncodedString cStringUsingEncoding:NSASCIIStringEncoding];
    if (string  == NULL)
        return nil;

    while (length > 0 && string[length - 1] == '=')
        length--;

    NSInteger outputLength = length * 3 / 4;
    NSMutableData *data = [NSMutableData dataWithLength:outputLength];
    if (data == nil)
        return nil;
    if (length == 0)
        return data;

    uint8_t *output = data.mutableBytes;
    NSInteger inputPoint = 0;
    NSInteger outputPoint = 0;
    while (inputPoint < length) {
        char i0 = string[inputPoint++];
        char i1 = string[inputPoint++];
        char i2 = inputPoint < length ? string[inputPoint++] : 'A';
        char i3 = inputPoint < length ? string[inputPoint++] : 'A';

        output[outputPoint++] = (base64DecodingTable[i0] << 2)
        | (base64DecodingTable[i1] >> 4);
        if (outputPoint < outputLength) {
            output[outputPoint++] = ((base64DecodingTable[i1] & 0xf) << 4)
            | (base64DecodingTable[i2] >> 2);
        }
        if (outputPoint < outputLength) {
            output[outputPoint++] = ((base64DecodingTable[i2] & 0x3) << 6)
            | base64DecodingTable[i3];
        }
    }

    return data;
}

/**
 *  字符串做加密
 *
 *  @param str 需要加密的字符串
 *
 *  @return 加密后的字符串
 */
+(NSString *)base64EncodedWithString:(NSString *)str{
    NSData* data = [str dataUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding];
    return [self base64EncodedWithData:data];
}

/**
 *  對字符串解密
 *
 *  @param base64EncodedString 需要解密的字符串
 *
 *  @return 解密后的字符串
 */
+ (NSString *)base64DecryptString:(NSString *)base64EncodedString{
    NSData *data = [self base64DecryptWithString:base64EncodedString];
    return [[NSString alloc] initWithData:data encoding:NSUTF8StringEncoding];
}

加密和解密也是對應有字符串和NSData兩種方法。

總結

從代碼上看，這3種加密方式還是有點難度的，但是網上1堆代碼，我們需要知道怎樣使用。在實際項目中的使用，我使用的兩點就是，和后臺交互的時候，對接口中的參數加密就是接口地址“？”后面的數據，還有1點就是對服務器返回的json數據的加密。1般是前臺對接口參數加密后臺解密，后臺對接口返回參數加密，前臺對返回的數據解密。
代碼下載地址：加密+解密。

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