iOS之深入解析常见密钥加密方式的原理和使用
【摘要】
一、前言
在我们日常的iOS开发中，加密是必不可少的一部分，而普通加密方法是讲密码进行加密后保存到用户偏好设置中，钥匙串是以明文形式保存，但是不知道存放的具体位置，下面本文将详细给大家介绍iOS中常见的...
一、前言
在我们日常的iOS开发中，加密是必不可少的一部分，而普通加密方法是讲密码进行加密后保存到用户偏好设置中，钥匙串是以明文形式保存，但是不知道存放的具体位置，下面本文将详细给大家介绍iOS中常见的几种加密方法。
二、base64加密
① 原理
- 原本是 8 个 bit 一组表示数据，改为 6 个 bit 一组表示数据，不足的部分补零，每两个0 用 一个 = 表示；
- 用 base64 编码之后，数据长度会变大，增加了大约 1/3 左右；
- 可进行反向解密；
- Xcode7.0 之后出现；
- 编码有个非常显著的特点，末尾有个 = 号。
② 将文件进行加密
// 获取需要加密文件的二进制数据
NSData *data = [NSData dataWithContentsOfFile:@"/Users/xxx/Desktop/photo/image.jpg"];
// 或 base64EncodedStringWithOptions
NSData *base64Data = [data base64EncodedDataWithOptions:0];
// 将加密后的文件存储到桌面
[base64Data writeToFile:@"/Users/xxx/Desktop/666" atomically:YES];
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③ 将文件进行解密
// 获得加密后的二进制数据
NSData *base64Data = [NSData dataWithContentsOfFile:@"/Users/xxx/Desktop/666"];
// 解密 base64 数据
NSData *baseData = [[NSData alloc] initWithBase64EncodedData:base64Data options:0];
// 写入桌面
[baseData writeToFile:@"/Users/xxx/Desktop/image.jpg" atomically:YES];
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④ 利用终端命令进行base64运算
// 将文件 meinv.jpg 进行 base64运算之后存储为 meinv.txt
base64 meinv.jpg -o meinv.txt
// 讲meinv.txt 解码生成 meinv.png
base64 -D meinv.txt -o meinv.png
// 将字符串 "hello" 进行 base 64 编码 结果:aGVsbG8=cho "hello" | base64
// 将 base64 编码之后的结果 aGVsbG8= 反编码为字符串
echo aGVsbG8= | base64 -D
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三、POST加密
① 读取数据的方法
- (void)readLocalUserInfo {
// 1.实例化偏好设置对象
NSUserDefaults *userDefaults = [NSUserDefaults standardUserDefaults];
// 2.取出数据进行赋值
self.userName.text = [userDefaults objectForKey:kUserNameKey];
// 此时读取的是加密后的密码
self.password.text = [userDefaults objectForKey:kPasswordKey];
}
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② 存储数据的方法
- (void)saveLocalUserInfo {
// 1.实例化偏好设置对象
NSUserDefaults *userDefaults = [NSUserDefaults standardUserDefaults];
// 2.存储用户名
[userDefaults setObject:self.userName.text forKey:kUserNameKey];
// 3.将密码进行base64 加密
// 将密码转化为二进制数据
NSData *data = [self.password.text dataUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding];
// 进行加密
NSString *base64Str = [data base64EncodedStringWithOptions:0];
// 4.将加密后的密码存储到偏好设置
[userDefaults setObject:base64Str forKey:kPasswordKey];
// 5.为了保证线程的一致性，无论是存储还是读取数据，都要进行同步
[userDefaults synchronize];
}
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③ 例如：使用账号和密码进行登录操作的时候，如下：
- (IBAction)btnLoginDidClick:(UIButton *)sender {
// 如果两个文本框均不为空，则进行登录操作
if (self.userName.text.length && self.password.text.length) {
// 1. 创建请求
NSString *urlString = @"http://localhost/login/login.php";
NSURL *url = [NSURL URLWithString:urlString];
// POST 请求需要手动设置请求方法，因此为可变请求
NSMutableURLRequest *request = [NSMutableURLRequest requestWithURL:url];
// 设置请求方法
request.HTTPMethod = @"POST";
// 设置请求参数
NSString *body = [NSString stringWithFormat:@"username=%@&password=%@", self.userName.text, self.password.text];
// 将字符串转为二进制数据
NSData *bodyData = [body dataUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding];
// 设置请求主体(二进制数据)
request.HTTPBody = bodyData;
// 2. 发送请求
[[[NSURLSession sharedSession] dataTaskWithRequest:request completionHandler:^(NSData * _Nullable data, NSURLResponse * _Nullable response, NSError * _Nullable error) {
// 打印请求结果
NSLog(@"data:%@", [[NSString alloc] initWithData:data encoding:NSUTF8StringEncoding]);
// 判断是否登录成功
if (data && !error) {
NSLog(@"网络请求成功!");
NSDictionary *dict = [NSJSONSerialization JSONObjectWithData:data options:0 error:nil];
if (dict[@"userID"]) {
[self saveLocalUserInfo];
}
//跳转到app主界面，在主线程中发送通知
dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
[[NSNotificationCenter defaultCenter] postNotificationName:@"loginSuccess" object:nil];
});
} else {
NSLog(@"网络请求失败!");
}
}] resume];
} else {
NSLog(@"用户名或密码不能为空!");
}
}
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④ 在AppDelegate.m文件中利用通知设置页面的跳转
- (BOOL)application:(UIApplication *)application didFinishLaunchingWithOptions:(NSDictionary *)launchOptions {
// 1. 注册登录成功的通知观察者
[[NSNotificationCenter defaultCenter] addObserver:self selector:@selector(loginSuccess) name:@"loginSuccess" object:nil];
// 2. 注册登录成功的通知观察者
[[NSNotificationCenter defaultCenter] addObserver:self selector:@selector(logoutSuccess) name:@"logoutSuccess" object:nil];
// 每次app打开后，应该展示给用户哪个界面
// 3. 利用偏好设置中用户保存的信息来判断用户的登录状态
NSString *userName = [[NSUserDefaults standardUserDefaults] objectForKey:kUserNameKey];
NSString *password = [[NSUserDefaults standardUserDefaults] objectForKey:kPasswordKey];
if (userName && password) {
// 显示app 主界面
[self loginSuccess];
} else {
[self logoutSuccess];
}
return YES;
}
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⑤ 登录成功
- (void)loginSuccess {
NSLog(@"登录成功!");
// 获取主界面
UIStoryboard *mainSb = [UIStoryboard storyboardWithName:@"Main" bundle:nil];
// 切换控制器
self.window.rootViewController = mainSb.instantiateInitialViewController;
}
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⑥ 注销成功
- (void)logoutSuccess {
NSLog(@"注销成功!");
// 获取登录界面
UIStoryboard *loginSb = [UIStoryboard storyboardWithName:@"Login" bundle:nil];
// 切换控制器
self.window.rootViewController = loginSb.instantiateInitialViewController;
}
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⑦ 设置注销按钮的点击事件
// 1. 清除本地信息
[[NSUserDefaults standardUserDefaults] removeObjectForKey:kUserNameKey];
[[NSUserDefaults standardUserDefaults] removeObjectForKey:kPasswordKey];
// 同步信息
[[NSUserDefaults standardUserDefaults] synchronize];
// 2. 发送信息，切换控制器
[[NSNotificationCenter defaultCenter] postNotificationName:@"logoutSuccess" object:nil];
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四、Token 值介绍
① 什么是token值？
- token 值: 登录令牌，利用 token 值来判断用户的登录状态，类似于 MD5 加密之后的长字符串；
- 用户登录成功之后，在后端(服务器端)会根据用户信息生成一个唯一的值。这个值就是 token 值。
② 基本使用
- 在服务器端(数据库)会保存这个 token 值，以后利用这个 token 值来检索对应的用户信息，并且判断用户的登录状态；
- 用户登录成功之后，服务器会将生成的 token 值返回给客户端，在客户端也会保存这个 token 值。(一般可以保存在 cookie 中，也可以自己手动确定保存位置(比如偏好设置))。
- 以后客户端在发送新的网络请求的时候，会默认自动附带这个 token 值(作为一个参数传递给服务器)，服务器拿到客户端传递的 token 值跟保存在数据库中的 token 值做对比，以此来判断用户身份和登录状态。
③ 判断登录状态
- 如果客户端没有这个 token 值，意味着没有登录成功过，提示用户登录。
- 如果客户端有 token 值，一般会认为登录成功，不需要用户再次登录(输入账号和密码信息)。
④ token 值扩展
- token 值有失效时间：
- 一般的 app，token 值的失效时间都在 1 年以上；
- 特殊的 app：银行类 app /支付类 app :token值失效时间 15 分钟左右；
- 一旦用户信息改变(密码改变)，会在服务器生成新的 token 值，原来的 token值就会失效，需要再次输入账号和密码，以得到生成的新的 token 值。
- 唯一性判断：每次登录，都会生成一个新的token值，原来的 token 值就会失效，利用时间来判断登录的差异性。
五、MD5加密：哈希算法之一
① MD5说明
- 把一个任意长度的字节串变换成一定长度的十六进制的大整数；
- 注意：字符串的转换过程是不可逆的，不能通过加密结果，反向推导出原始内容；
- 需要导入第三方框架: NSString+Hash；
② MD5 特点
- 压缩性 : 任意长度的数据，算出的 MD5 值长度都是固定的；
- 容易计算 : 从原数据计算出 MD5 值很容易；
- 抗修改性 : 对原数据进行任何改动，哪怕只修改一个字节，所得到的 MD5 值都有很大区别；
- 弱抗碰撞 : 已知原数据和其 MD5 值，想找到一个具有相同 MD5 值的数据(即伪造数据)是非常困难的；
- 强抗碰撞: 想找到两个不同数据，使它们具有相同的 MD5 值，是非常困难的；
③ MD5 应用
- 一致性验证：MD5将整个文件当做一个大文本信息，通过不可逆的字符串变换算法，产生一个唯一的MD5信息摘要，就像每个人都有自己独一无二的指纹，MD5对任何文件产生一个独一无二的数字指纹；
- 利用 MD5 来进行文件校验，被大量应用在软件下载站、论坛数据库、系统文件安全等方面(是否认为添加木马，篡改文件内容等)，百度‘MD5’第一个网站进去，利用数据库伪解密，即反查询；
- 数字签名；
- 安全性访问。
④ MD5 使用
- 字符串加密：
NSString *password = @"Yang";
password = [password md5String];
NSLog(@"password:%@", password);
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- 加盐：可以保证 MD5加密之后更加安全，每一个公司都有自己的“盐值”，盐值越复杂，越安全；
NSString *salt = @"234567890-!@#$%^&*()_+QWERTYUIOP{ASDFGHJKL:XCVBNM<>";
[password stringByAppendingString:salt];
password = [password md5String];
NSLog(@"password2:%@", password);
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六、时间戳密码
① 基本介绍
- 动态密码：相同的密码明文+相同的加密算法–>因为每次登陆时间都不同，所以每次计算出的结果也都不相同，可以充分保证密码的安全性；
- 服务器会计算两个时间值，当期时间和前一分钟的时间(比如:第59S发送的网络请求,一秒钟后服务器收到并作出响应，这时服务器当前时间比客户端发送时间晚一分钟，仍然能够判断准确的值)；
② 使用
- 获取 MD5 首次加密的密码
// 1. 当前密码
NSString *password = @"Yang";
// 2. hmacKey值，是对“Yang” 进行 MD5加密之后的值（动态生成的）
NSString *hmacKey = @"d3bba33b51acaa0a272de7a2f6dfa233";
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- 加密过程
// 1. 第一次加密：第一次 HMAC 运算
password = [password hmacMD5StringWithKey:hmacKey];
// 2.1 获得当前的时间
NSDate *date = [NSDate date];
// 2.2 获得当前时间的字符串
// 实例化时间格式器
NSDateFormatter *formatter = [[NSDateFormatter alloc] init];
// 设置时间格式
formatter.dateFormat = @"yyyy-MM-dd HH:mm";
// 获取当前时间（要和服务器保持一致）
NSString *dateStr = [formatter stringFromDate:date];
// 3. 将第一次加密后的密码与当前时间的字符串拼接在一起
password = [password stringByAppendingString:dateStr];
// 4. 进行第二次 HMAC 加密
password = [password hmacMD5StringWithKey:hmacKey];
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- 访问 loginhmac.php 接口，发送请求，创建请求：
NSURL *url = [NSURL URLWithString:@"http://localhost/login/loginhmac.php"];
// POST 要手动设置方法，因此为可变
NSMutableURLRequest *request = [NSMutableURLRequest requestWithURL:url];
// 设置请求方法
request.HTTPMethod = @"POST";
// 设置请求体内容
NSString *body = [NSString stringWithFormat:@"username=zhangsan&password=%@", password];
request.HTTPBody = [body dataUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding];
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- 发送请求
[[[NSURLSession sharedSession] dataTaskWithRequest:request completionHandler:^(NSData *_Nullable data, NSURLResponse *_Nullable response, NSError *_Nullable error) {
NSLog(@"%@", [[NSString alloc] initWithData:data encoding:NSUTF8StringEncoding]);
}] resume];
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七、钥匙串访问
① 基本介绍
- 苹果在 iOS 7.0.3 版本以后公布钥匙串访问的SDK，钥匙串访问接口是纯C语言的；
- 钥匙串使用 AES 256加密算法，能够保证用户密码的安全；
- 钥匙串访问的第三方框架SSKeychain，是对C语言框架的封装；
- 钥匙串访问的密码保存在哪里？只有苹果才知道，这样进一步保障了用户的密码安全。
② 参数说明
- Password：需要存储的密码信息；
- Service：用来标识 app，app 的唯一标识符；
- account：账户信息，当前密码所对应的账号；
③ 使用
- 利用钥匙串加密：
// 获取应用程序唯一标识.
NSString *bundleId = [NSBundle mainBundle].bundleIdentifier;
// 利用第三方框架,将用户密码保存在钥匙串
[SSKeychain setPassword:self.pwdText.text forService:bundleId account:@"wpf"];
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- 从钥匙串加载密码：
self.pwdText.text = [SSKeychain passwordForService:bundleId account:@"wpf"];
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八、指纹识别
- 导入框架：
#import <LocalAuthentication/LocalAuthentication.h>
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- 获取系统当前版本号：
float version = [UIDevice currentDevice].systemVersion.floatValue;
if (version < 8.0) { // 判断当前系统版本
NSLog(@"系统版本太低,请升级至最新系统");
return;
}
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- 实例化指纹识别对象，判断当前设备是否支持指纹识别功能(是否带有TouchID)
// 1.实例化指纹识别对象
LAContext *laCtx = [[LAContext alloc] init];
// 2.判断当前设备是否支持指纹识别功能.
if (![laCtx canEvaluatePolicy:LAPolicyDeviceOwnerAuthenticationWithBiometrics error:NULL]) {
// 如果设备不支持指纹识别功能
NSLog(@"该设备不支持指纹识别功能");
return;
};
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- 指纹登录(默认是异步方法)
[laCtx evaluatePolicy:LAPolicyDeviceOwnerAuthenticationWithBiometrics localizedReason:@"指纹登陆" reply:^(BOOL success, NSError *error) {
// 如果成功,表示指纹输入正确.
if (success) {
NSLog(@"指纹识别成功!");
} else {
NSLog(@"指纹识别错误,请再次尝试");
}
}];
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文章来源: blog.csdn.net，作者：Serendipity·y，版权归原作者所有，如需转载，请联系作者。
原文链接：blog.csdn.net/Forever_wj/article/details/114987419
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