本文主要是对称算法的终端演示+代码演示
![0a815c0cd6c5e8294ddb6869b75e5cbc.png]()
OpenSSL终端演示
下面主要采用DES、AES和 ECB、CBC两两组合的方式进行演示，涉及的终端命令主要有以下一些
加密
AES + ECB加密“hello”字符串
echo -n hello | openssl enc -aes-128-ecb -K 616263 -nosalt | base64
AES + CBC加密“hello”字符串
echo -n hello | openssl enc -aes-128-cbc -iv 0102030405060708 -K 616263 -nosalt | base64
解密
AES + ECB解密
echo -n d1QG4T2tivoi0Kiu3NEmZQ== | base64 -D | openssl enc -aes-128-ecb -K 616263 -nosalt –d
AES + CBC解密
echo -n u3W/N816uzFpcg6pZ+kbdg== | base64 -D | openssl enc -aes-128-cbc -iv 0102030405060708 -K 616263 -nosalt –d
1、DES + ECB
加密
000000000000
111111111111
222222222222
000000000000
111111111111
222222222222
000000000000
111111111111
222222222222
000000000000
111111111111
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000000000000
111111111111
222222222222
000000000000
111111111111
222222222222
000000000000
111111111111
222222222222
880000000000
111111111111
222222222222
000000000000
......
查看此时的加密后密文二进制，与上面进行对比
![87b01a08698d3631103ba3826d1889bb.webp]()
2、DES + CBC
注：剩余的AES+ECB、AES+CBC请读者自行演练，这里就不在做演示了
代码演示
同样是通过DES、AES和 ECB、CBC两两组合的方式进行演示
1、AES + ECB
- (void)testEnc{
// AES + ECB 加密
NSString *key = @"abc";
NSString *encStr = [[EncryptionTools sharedEncryptionTools] encryptString:@"hello" keyString:key iv:nil];
NSLog(@"AES + ECB : %@", encStr);
}<!--运行结果-->AES + ECB : d1QG4T2tivoi0Kiu3NEmZQ==<!--终端命令-->$ echo -n hello | openssl enc -aes-128-ecb -K 616263 -nosalt | base64
//与程序运行结果是一样的
d1QG4T2tivoi0Kiu3NEmZQ==
$ echo -n d1QG4T2tivoi0Kiu3NEmZQ== | base64 -D |openssl enc -aes-128-ecb -K 616263 -nosalt -d
hello%
echo -n hello 输出hello
| ：表示输出符
注：des 和 aes对比，加密强度不一样
![584310655ffca52db53ebaefd666a971.webp]()
2、AES + CBC
- (void)testEnc{// 2、AES + CBC 加密
uint8_t iv[8] = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8}; NSData *data = [NSData dataWithBytes:iv length:sizeof(iv)]; NSString *key = @"abc"; NSString *encStr = [[EncryptionTools sharedEncryptionTools] encryptString:@"hello" keyString:key iv:data]; //解密
NSString * decStr = [[EncryptionTools sharedEncryptionTools] decryptString:encStr keyString:key iv:data]; NSLog(@"AES + CBC : %@", encStr); NSLog(@"AES + CBC : %@", decStr);
}//打印结果AES + CBC : u3W/N816uzFpcg6pZ+kbdg==
AES + CBC : hello
<!--终端命令-->
$ echo -n hello | openssl enc -aes-128-cbc -K 616263 -iv 0102030405060708 -nosalt | base64
u3W/N816uzFpcg6pZ+kbdg==
$ echo -n u3W/N816uzFpcg6pZ+kbdg== | base64 -D |openssl enc -aes-128-cbc -K 616263 -iv 0102030405060708 -nosalt -d
hello%
3、DES + ECB
- (void)testEnc{// 3、DES + ECB
[EncryptionTools sharedEncryptionTools].algorithm = kCCAlgorithmDES;
NSString *key = @"abc";
NSString *encStr = [[EncryptionTools sharedEncryptionTools] encryptString:@"hello" keyString:key iv:nil];
NSLog(@"DES + ECB : %@", encStr);
}//运行结果DES + ECB : HQr0Oij2kbo=<!--终端命令-->$ echo -n hello | openssl enc -des-ecb -K 616263 -nosalt | base64
HQr0Oij2kbo=
$ echo -n HQr0Oij2kbo= | base64 -D | openssl enc -des-ecb -K 616263 -nosalt -d
hello%
4、DES + CBC
- (void)testEnc{// 4、DES + CBC
[EncryptionTools sharedEncryptionTools].algorithm = kCCAlgorithmDES;
uint8_t iv[8] = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8}; NSData *data = [NSData dataWithBytes:iv length:sizeof(iv)]; NSString *key = @"abc"; NSString *encStr = [[EncryptionTools sharedEncryptionTools] encryptString:@"hello" keyString:key iv:data]; //解密
NSString * decStr = [[EncryptionTools sharedEncryptionTools] decryptString:encStr keyString:key iv:data]; NSLog(@"AES + CBC : %@", encStr); NSLog(@"AES + CBC : %@", decStr);
}//运行结果AES + CBC : alvrvb3Gz88=
AES + CBC : hello
<!--终端命令-->
$ echo -n hello | openssl enc -des-cbc -K 616263 -iv 0102030405060708 -nosalt | base64
alvrvb3Gz88=
$ echo -n alvrvb3Gz88= | base64 -D | openssl enc -des-cbc -K 616263 -iv 0102030405060708 -nosalt -d
hello%
加密解密实现
以下是DES、AES的完整对称加解密的代码封装
<!--h-->#import <Foundation/Foundation.h>#import <CommonCrypto/CommonCrypto.h>/**
* 终端测试指令
*
* DES(ECB)加密
* $ echo -n hello | openssl enc -des-ecb -K 616263 -nosalt | base64
*
* DES(CBC)加密
* $ echo -n hello | openssl enc -des-cbc -iv 0102030405060708 -K 616263 -nosalt | base64
*
* AES(ECB)加密
* $ echo -n hello | openssl enc -aes-128-ecb -K 616263 -nosalt | base64
*
* AES(CBC)加密
* $ echo -n hello | openssl enc -aes-128-cbc -iv 0102030405060708 -K 616263 -nosalt | base64
*
* DES(ECB)解密
* $ echo -n HQr0Oij2kbo= | base64 -D | openssl enc -des-ecb -K 616263 -nosalt -d
*
* DES(CBC)解密
* $ echo -n alvrvb3Gz88= | base64 -D | openssl enc -des-cbc -iv 0102030405060708 -K 616263 -nosalt -d
*
* AES(ECB)解密
* $ echo -n d1QG4T2tivoi0Kiu3NEmZQ== | base64 -D | openssl enc -aes-128-ecb -K 616263 -nosalt -d
*
* AES(CBC)解密
* $ echo -n u3W/N816uzFpcg6pZ+kbdg== | base64 -D | openssl enc -aes-128-cbc -iv 0102030405060708 -K 616263 -nosalt -d
*
* 提示：
* 1> 加密过程是先加密，再base64编码
* 2> 解密过程是先base64解码，再解密
*/@interface EncryptionTools : NSObject+ (instancetype)sharedEncryptionTools; /**
@constant kCCAlgorithmAES 高级加密标准，128位(默认)
@constant kCCAlgorithmDES 数据加密标准
*/
@property (nonatomic, assign) uint32_t algorithm; /**
* 加密字符串并返回base64编码字符串
*
* @param string 要加密的字符串
* @param keyString 加密密钥
* @param iv 初始化向量(8个字节)
*
* @return 返回加密后的base64编码字符串
*/- (NSString *)encryptString:(NSString *)string keyString:(NSString *)keyString iv:(NSData *)iv; /**
* 解密字符串
*
* @param string 加密并base64编码后的字符串
* @param keyString 解密密钥
* @param iv 初始化向量(8个字节)
*
* @return 返回解密后的字符串
*/- (NSString *)decryptString:(NSString *)string keyString:(NSString *)keyString iv:(NSData *)iv;@end<!--m-->#import "EncryptionTools.h"@interface EncryptionTools()
@property (nonatomic, assign) int keySize; @property (nonatomic, assign) int blockSize; @end@implementation EncryptionTools+ (instancetype)sharedEncryptionTools { static EncryptionTools *instance; static dispatch_once_t onceToken; dispatch_once(&onceToken, ^{
instance = [[self alloc] init];
instance.algorithm = kCCAlgorithmAES;
}); return instance;
}
- (void)setAlgorithm:(uint32_t)algorithm {
_algorithm = algorithm; switch (algorithm) { case kCCAlgorithmAES: self.keySize = kCCKeySizeAES128; self.blockSize = kCCBlockSizeAES128; break; case kCCAlgorithmDES: self.keySize = kCCKeySizeDES; self.blockSize = kCCBlockSizeDES; break; default: break;
}
}
- (NSString *)encryptString:(NSString *)string keyString:(NSString *)keyString iv:(NSData *)iv { // 设置秘钥
NSData *keyData = [keyString dataUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding];
uint8_t cKey[self.keySize];
bzero(cKey, sizeof(cKey));
[keyData getBytes:cKey length:self.keySize]; // 设置iv
uint8_t cIv[self.blockSize];
bzero(cIv, self.blockSize); int option = 0; if (iv) {
[iv getBytes:cIv length:self.blockSize];
option = kCCOptionPKCS7Padding;
} else { /*
- kCCOptionPKCS7Padding | kCCOptionECBMode 本模式 - ECB模式
- kCCOptionPKCS7Padding 链的模式 - CBC模式
*/
option = kCCOptionPKCS7Padding | kCCOptionECBMode;
} // 设置输出缓冲区
NSData *data = [string dataUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding];
size_t bufferSize = [data length] + self.blockSize; void *buffer = malloc(bufferSize); // 开始加密
size_t encryptedSize = 0; //加密解密都是它 -- CCCrypt
/*
- 参数1：kCCEncrypt 加密 / kCCDeccrypt 解密
- 参数2：加密算法
- 参数3：加密选项 ECB / CBC
- 参数4：KEY的地址
- 参数5：KEY的长度
- 参数6：iv初始化向量
- 参数7：加密的数据
- 参数8：加密数据的长度
- 参数9：密文的内存地址
- 参数10：密文缓冲区的大小
- 参数11：数据的指针（加密结果大小）
*/
CCCryptorStatus cryptStatus = CCCrypt(kCCEncrypt, self.algorithm,
option,
cKey, self.keySize,
cIv,
[data bytes],
[data length],
buffer,
bufferSize,
&encryptedSize); NSData *result = nil; if (cryptStatus == kCCSuccess) {
result = [NSData dataWithBytesNoCopy:buffer length:encryptedSize];
} else {
free(buffer); NSLog(@"[错误] 加密失败|状态编码: %d", cryptStatus);
} return [result base64EncodedStringWithOptions:0];
}
- (NSString *)decryptString:(NSString *)string keyString:(NSString *)keyString iv:(NSData *)iv { // 设置秘钥
NSData *keyData = [keyString dataUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding];
uint8_t cKey[self.keySize];
bzero(cKey, sizeof(cKey));
[keyData getBytes:cKey length:self.keySize]; // 设置iv
uint8_t cIv[self.blockSize];
bzero(cIv, self.blockSize); int option = 0; if (iv) {
[iv getBytes:cIv length:self.blockSize];
option = kCCOptionPKCS7Padding;
} else {
option = kCCOptionPKCS7Padding | kCCOptionECBMode;
} // 设置输出缓冲区
NSData *data = [[NSData alloc] initWithBase64EncodedString:string options:0];
size_t bufferSize = [data length] + self.blockSize; void *buffer = malloc(bufferSize); // 开始解密
size_t decryptedSize = 0;
CCCryptorStatus cryptStatus = CCCrypt(kCCDecrypt, self.algorithm,
option,
cKey, self.keySize,
cIv,
[data bytes],
[data length],
buffer,
bufferSize,
&decryptedSize); NSData *result = nil; if (cryptStatus == kCCSuccess) {
result = [NSData dataWithBytesNoCopy:buffer length:decryptedSize];
} else {
free(buffer); NSLog(@"[错误] 解密失败|状态编码: %d", cryptStatus);
} return [[NSString alloc] initWithData:result encoding:NSUTF8StringEncoding];
}@end
主要是通过系统的CCCrypt实现，其中涉及11个参数，分别是
- 参数1：kCCEncrypt 加密 / kCCDeccrypt 解密
- 参数2：加密算法
- 参数3：加密选项 ECB / CBC
- 参数4：KEY的地址
- 参数5：KEY的长度
- 参数6：iv初始化向量
- 参数7：加密的数据
- 参数8：加密数据的长度
- 参数9：密文的内存地址
- 参数10：密文缓冲区的大小
- 参数11：数据的指针（加密结果大小）
安全隐患：使用系统函数同样有数据泄漏的风险
调试CCCrypt
下面我们通过断点调试来说明其安全隐患
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有以下的改进建议
总结
