RSA算法及其在iOS中的使用-白红宇

RSA算法及其在iOS中的使用

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发布时间：2019-06-07

本文共 5383 字，大约阅读时间需要 17 分钟。

因为项目中需要传输用户密码，为了安全需要用RSA加密，所以就学习了下RSA加密在iOS中的应用。

关于RSA的历史及原理，下面的两篇文章讲的很清楚了：

简单来说，RSA建立在一个数学难题之上，就是大数分解：将两个大素数相乘十分容易，但是想要对其乘积进行因式分解却极其困难。至于为什么难，难在哪里那就是数学家的事了。。。

明白了这个就可以大致知道RSA的原理：非对称加密

（1）乙方生成两把密钥（公钥和私钥）。公钥是公开的，任何人都可以获得，私钥则是保密的。

（2）甲方获取乙方的公钥，然后用它对信息加密。

（3）乙方得到加密后的信息，用私钥解密。

就好比有一套特殊的锁和钥匙，锁是公开的，谁都可以拿这个锁来锁住他的东西，只有有钥匙的人可以打开。

那么问题来了，既然锁是公开的，难道不能通过锁的结构来倒推出钥匙的形状吗？

答案是：不能！因为这个锁是特殊的，它就特殊在很难倒推。（这个倒不是绝对的，也许将来某一天大数分解的数学难题解决了，这种算法就不安全了，详见开头链接）

我遇到的应用场景是，客户端有服务器的公钥，客户端要把用户的密码用公钥加密上后上传到服务器，服务器可以用私钥解密。

所以客户端要做的是，将需要加密的内容用服务器给的公钥进行RSA加密。

iOS上并没有直接的RSA加密API，所以需要折腾一下。

gitHub上的代码大同小异，主要是三个方法（抄自）

注意代码里有个kSecPaddingPKCS1是作者写死的，而我们的项目中需要传kSecPaddingNone才行！！！

+ (NSData *)stripPublicKeyHeader:(NSData *)d_key{// Skip ASN.1 public key headerif (d_key == nil) return(nil);unsigned long len = [d_key length];if (!len) return(nil);unsigned char *c_key = (unsigned char *)[d_key bytes];unsigned int  idx    = 0;if (c_key[idx++] != 0x30) return(nil);if (c_key[idx] > 0x80) idx += c_key[idx] - 0x80 + 1;else idx++;// PKCS #1 rsaEncryption szOID_RSA_RSAstatic unsigned char seqiod[] ={ 0x30,   0x0d, 0x06, 0x09, 0x2a, 0x86, 0x48, 0x86, 0xf7, 0x0d, 0x01, 0x01,0x01, 0x05, 0x00 };if (memcmp(&c_key[idx], seqiod, 15)) return(nil);idx += 15;if (c_key[idx++] != 0x03) return(nil);if (c_key[idx] > 0x80) idx += c_key[idx] - 0x80 + 1;else idx++;if (c_key[idx++] != '\0') return(nil);// Now make a new NSData from this bufferreturn([NSData dataWithBytes:&c_key[idx] length:len - idx]);}

+ (SecKeyRef)addPublicKey:(NSString *)key{NSRange spos = [key rangeOfString:@"-----BEGIN PUBLIC KEY-----"];NSRange epos = [key rangeOfString:@"-----END PUBLIC KEY-----"];if(spos.location != NSNotFound && epos.location != NSNotFound){NSUInteger s = spos.location + spos.length;NSUInteger e = epos.location;NSRange range = NSMakeRange(s, e-s);key = [key substringWithRange:range];}key = [key stringByReplacingOccurrencesOfString:@"\r" withString:@""];key = [key stringByReplacingOccurrencesOfString:@"\n" withString:@""];key = [key stringByReplacingOccurrencesOfString:@"\t" withString:@""];key = [key stringByReplacingOccurrencesOfString:@" "  withString:@""];// This will be base64 encoded, decode it.NSData *data = base64_decode(key);data = [RSA stripPublicKeyHeader:data];if(!data){return nil;}NSString *tag = @"what_the_fuck_is_this";NSData *d_tag = [NSData dataWithBytes:[tag UTF8String] length:[tag length]];// Delete any old lingering key with the same tagNSMutableDictionary *publicKey = [[NSMutableDictionary alloc] init];[publicKey setObject:(__bridge id) kSecClassKey forKey:(__bridge id)kSecClass];[publicKey setObject:(__bridge id) kSecAttrKeyTypeRSA forKey:(__bridge id)kSecAttrKeyType];[publicKey setObject:d_tag forKey:(__bridge id)kSecAttrApplicationTag];SecItemDelete((__bridge CFDictionaryRef)publicKey);// Add persistent version of the key to system keychain[publicKey setObject:data forKey:(__bridge id)kSecValueData];[publicKey setObject:(__bridge id) kSecAttrKeyClassPublic forKey:(__bridge id)kSecAttrKeyClass];[publicKey setObject:[NSNumber numberWithBool:YES] forKey:(__bridge id)kSecReturnPersistentRef];CFTypeRef persistKey = nil;OSStatus status = SecItemAdd((__bridge CFDictionaryRef)publicKey, &persistKey);if (persistKey != nil){CFRelease(persistKey);}if ((status != noErr) && (status != errSecDuplicateItem)) {return nil;}[publicKey removeObjectForKey:(__bridge id)kSecValueData];[publicKey removeObjectForKey:(__bridge id)kSecReturnPersistentRef];[publicKey setObject:[NSNumber numberWithBool:YES] forKey:(__bridge id)kSecReturnRef];[publicKey setObject:(__bridge id) kSecAttrKeyTypeRSA forKey:(__bridge id)kSecAttrKeyType];// Now fetch the SecKeyRef version of the keySecKeyRef keyRef = nil;status = SecItemCopyMatching((__bridge CFDictionaryRef)publicKey, (CFTypeRef *)&keyRef);if(status != noErr){return nil;}return keyRef;}

1 + (NSString *)encryptData:(NSData *)data publicKey:(NSString *)pubKey{ 2 if(!data || !pubKey){ 3 return nil; 4 } 5 SecKeyRef keyRef = [RSA addPublicKey:pubKey]; 6 if(!keyRef){ 7 return nil; 8 } 9 10 const uint8_t *srcbuf = (const uint8_t *)[data bytes];11 size_t srclen = (size_t)data.length;12 13 size_t outlen = SecKeyGetBlockSize(keyRef) * sizeof(uint8_t);14 if(srclen > outlen - 11){15 CFRelease(keyRef);16 return nil;17 }18 void *outbuf = malloc(outlen);19 20 OSStatus status = noErr;21 status = SecKeyEncrypt(keyRef,22   kSecPaddingNone, //原作者写的是kSecPaddingPKCS1，经春哥研究这里写成kSecPaddingNone才符合我们使用23   srcbuf,24   srclen,25   outbuf,26   &outlen27   );28 NSString *ret = nil;29 if (status != 0) {30 //NSLog(@"SecKeyEncrypt fail. Error Code: %ld", status);31 }else{32 NSData *data = [NSData dataWithBytes:outbuf length:outlen];33 ret = base64_encode_data(data);34 }35 free(outbuf);36 CFRelease(keyRef);37 return ret;38 }

还有一篇文章可以参考：

签名机制

仅仅加密某个参数是不够的，还需要保证请求没有被篡改，所以签名机制就很有必要。

比较简单和常用就是MD5签名：

拿到待签名的字符串A（比如某个url），将其与服务器约定好的密钥拼成新的字符串B，对B进行MD5算法得到签名C，

然后将C作为A的签名一起发送到服务器。

服务器收到请求后，对A用与客户端约定好的密钥进行相同的算法得到C’,如果C==C’，那就说明改请求没有被篡改过，

否则验证不通过

当然也可以做RSA签名

这个要比MD5签名要稍微麻烦一点，因为需要客户端生成公钥私钥对，基本流程也和MD5签名一样

拿到待签名的字符串A（比如某个url），将其用私钥加密得到的字符串B，然后将B和原数据A还有自己的公钥一起发送给服务器，

服务器收到请求，用公钥解密得到B',如果B==B'，则说明原数据没有被篡改过，否则验证不通过。

也有说这里得到B以后，需要再用服务器的公钥加密一遍得到C，将C和原数据和自己的公钥一起发送给服务器，

服务器收到之后，现需要用自己的私钥解密一遍得到C'，然后再用客户端公钥解密得到B'，然后同上。。。

RSA签名及验证我还没用到，所以具体怎么实现的还需要研究下，待补充！！！

HTTPS

https算是对RSA加密的一个典型应用吧，不过这个服务器的公钥私钥不是自己生产的，而是CA颁发的。

具体原理网上很多，其中一个：

转载于:https://www.cnblogs.com/Phelthas/p/4584507.html

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