看到這篇文章的同學可幸福了,當時在做RSA加密與簽名的時候網上的資料簡直不要太老,做完後實在是忍受不下去了,這篇文章我會詳細講解iOS如何實現RSA加密與簽名,並且與Java完全同步,這是我的第二篇部落格,若有什麼不足之處還請大家指教。
基礎知識
- 什麼是RSA?
答:RSA是一種非對稱加密演算法,常用來對傳輸資料進行加密,配合上數字摘要演算法,也可以進行文字簽名。 - RSA加密中padding?
答:padding即填充方式,由於RSA加密演算法中要加密的明文是要比模數小的,padding就是通過一些填充方式來限制明文的長度。後面會詳細介紹padding的幾種模式以及分段加密。 - 加密和加簽有什麼區別?
答:加密:公鑰放在客戶端,並使用公鑰對資料進行加密,服務端拿到資料後用私鑰進行解密;
加簽:私鑰放在客戶端,並使用私鑰對資料進行加簽,服務端拿到資料後用公鑰進行驗籤。
前者完全為了加密;後者主要是為了防惡意攻擊,防止別人模擬我們的客戶端對我們的伺服器進行攻擊,導致伺服器癱瘓。
基本原理
RSA使用“金鑰對”對資料進行加密解密,在加密解密前需要先生存公鑰(Public Key)和私鑰(Private Key)。
公鑰(Public key): 用於加密資料. 用於公開, 一般存放在資料提供方, 例如iOS客戶端。
私鑰(Private key): 用於解密資料. 必須保密, 私鑰洩露會造成安全問題。
iOS中的Security.framework提供了對RSA演算法的支援,這種方式需要對密匙對進行處理, 根據public key生成證照, 通過private key生成p12格式的密匙。想想jave直接用字串進行加密解密簡單多了。(⊙o⊙)…
實戰
證照生成
RSA加密這塊公鑰、私鑰必不可少的。Apple是不支援直接使用字串進行加密解密的,推薦使用p12檔案。這邊教大家去生成在加密中使用到的所有檔案,並提供給Java使用,想當年這個公鑰私鑰搞了半天了。 %>_
- 生成模長為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 並指定過期時間
openssl x509 -req -days 3650 -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 這邊會讓你輸入密碼,後期用到在生成secKeyRef的時候會用到這個密碼
openssl pkcs12 -export -out private_key.p12 -inkey private_key.pem -in rsaCert.crt- 生成pem結尾的公鑰供Java使用
openssl rsa -in private_key.pem -out rsa_public_key.pem -pubout- 生成pem結尾的私鑰供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
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//根據你的p12檔案生成私鑰對應的SecKeyRef 這邊返回若是nil 請檢查你p12檔案的生成步驟 - (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; } |
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//根據你的der檔案公鑰對應的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
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- (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 (int i=0; i |
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- (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 (int i = 0; i |
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(modulus) 短至少11個位元組, 也就是 RSA_size(rsa) – 11 如果輸入的明文過長,必須切割,然後填充。
輸出:和modulus一樣長
根據這個要求,對於1024bit的金鑰,block length = 1024/8 – 11 = 117 位元組 - RSA_PKCS1_OAEP_PADDING
輸入:RSA_size(rsa) – 41
輸出:和modulus一樣長 - RSA_NO_PADDING 不填充
輸入:可以和RSA鑰模長一樣長,如果輸入的明文過長,必須切割, 然後填充
輸出:和modulus一樣長
簽名與驗證
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//對資料進行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; } |
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//這邊對簽名的資料進行驗證 驗籤成功,則返回YES - (BOOL)rsaSHA256VerifyData:(NSData *)plainData withSignature:(NSData *)signature { SecKeyRef key = [self getPublicKey]; size_t signedHashBytesSize = SecKeyGetBlockSize(key); const void* 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); return status == errSecSuccess; } |
文章到此就結束了,希望這篇文章對大家有所幫助。想看demo的請點選:XYRSACryptor