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【iOS】MD5(加密)/AES/Base64加密和解密

栏目：综合技术时间：2016-07-05 14:57:56

MD5

甚么是MD5

Message Digest Algorithm MD5（中文名为消息摘要算法第5版）为计算机安全领域广泛使用的1种散列函数，用以提供消息的完全性保护。MD5的典型利用是对1段信息（Message）产生信息摘要（Message-Digest），以避免被篡改。

MD5的特点

1、紧缩性：任意长度的数据，算出的MD5值长度都是固定的。
2、容易计算：从原数据计算出MD5值很容易。
3、抗修改性：对原数据进行任何改动，哪怕只修改1个字节，所得到的MD5值都有很大区分。
4、强抗碰撞：已知原数据和其MD5值，想找到1个具有相同MD5值的数据（即捏造数据）是非常困难的。
MD5的作用是让大容量信息在用数字签名软件签署私人密钥前被”紧缩”成1种保密的格式（就是把1个任意长度的字节串变换成1定长的106进制数字串）。
比如之前在下载windows系统的时候，很多网站都会公布1个MD值，这个是这个软件对应的MD5值，当系统被修改了，哪怕是1个字节，以后生成的MD5值都会有比较大的差异。
详细的介绍，可以1步百度百科–MD5
MD5的实现
首先需要包括头文件：

#import <CommonCrypto/CommonDigest.h>

/**
 *  MD5加密
 *
 *  @param string 需要加密的字符串
 *
 *  @return 返回加密后的结果
 */
+ (NSString *)md5:(NSString *)string{
    // OC 字符串转换位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: 加密的字符串的长度
    // 3: 加密长度
    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个32位长度的加密后的字符串
    return result;
}

关于MD5的加密和解密也能够在这个网站上测试：http://www.cmd5.com/

AES

甚么是AES
高级加密标准（英语：Advanced Encryption Standard，缩写：AES），在密码学中又称Rijndael加密法。AES是1个对称分组密码算法，旨在取代DES成为广泛使用的标准。根据使用的密码长度，AES最多见的有3种方案，用以适应不同的场景要求，分别是AES⑴28、AES⑴92和AES⑵56。— 《iOS安全之路－－AES》
AES加密数据块分组长度必须为128比特，密钥长度可以是128比特、192比特、256比特中的任意1个（如果数据块及密钥长度不足时，会补齐）。AES加密有很多轮的重复和变换。大致步骤以下：1、密钥扩大（KeyExpansion），2、初始轮（Initial Round），3、重复轮（Rounds），每轮又包括：SubBytes、ShiftRows、MixColumns、AddRoundKey，4、终究轮（Final Round），终究轮没有MixColumns。
AES加密的实现

AES 加密的实现我们需要新建1个NSData的Category类，
然后包括两个头文件：

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

AES 加密时，我们需要自己定义1个16位的字符串，作为key。

// 自定义1个KEY
#define AES_KEY  @"0123456789ABCDEF"

/**
 *  对data加密
 *
 *  @param data 需要加密的数据
 *
 *  @return 加密后的数据
 */
+(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;
}

/**
 *  对data解密
 *
 *  @param data 需要解密的数据
 *
 *  @return 解密后的数据
 */
+(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;
}

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

/**
 *  解密
 *
 *  @param data 需要解密的数据
 *
 *  @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;
}

两种加密和解密，1种是字符串的1种是数据流的。

Base64

甚么是base64

Base64是网络上最多见的用于传输8Bit字节代码的编码方式之1，大家可以查看RFC2045～RFC2049，上面有MIME的详细规范。Base64编码可用于在HTTP环境下传递较长的标识信息。例如，在Java Persistence系统Hibernate中，就采取了Base64来将1个较长的唯1标识符（1般为128-bit的UUID）编码为1个字符串，用作HTTP表单和HTTP GET URL中的参数。在其他利用程序中，也常常需要把2进制数据编码为合适放在URL（包括隐藏表单域）中的情势。此时，采取Base64编码具有不可读性，即所编码的数据不会被人用肉眼所直接看到。

base64原理

转码进程例子：
3*8=4*6
内存1个字符占8位
转前： s 1 3
先转成ascii：对应 115 49 51
2进制： 01110011 00110001 00110011
6个1组（4组） 011100110011000100110011
然后才有后面的 011100 110011 000100 110011
然后计算机是8位8位的存数 6不够，自动就补两个高位0了
所有有了高位补0
科学计算器输入 00011100 00110011 00000100 00110011
得到 28 51 4 51

base64的实现

base64和AES1样，需要1个NSData的Category类，但是不需要包括那两个头文件。

base64需要自己定义1个64位长度的编码表。

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

base64还需要1个解码表。

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
};

/**
 *  数据流加密
 *
 *  @param data 需要加密的数据流
 *
 *  @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 解密后的数据流
 */
+(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];
}

/**
 *  对字符串解密
 *
 *  @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];
}

加密和解密也是对应有字符串和NSData两种方法。

总结

从代码上看，这3种加密方式还是有点难度的，但是网上1堆代码，我们需要知道怎样使用。在实际项目中的使用，我使用的两点就是，和后台交互的时候，对接口中的参数加密就是接口地址“？”后面的数据，还有1点就是对服务器返回的json数据的加密。1般是前台对接口参数加密后台解密，后台对接口返回参数加密，前台对返回的数据解密。
代码下载地址：加密+解密。

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