angelababa就是以数据据8只字节一段进行DES加密或解密得到一致段落8独字节的密文或者明文。


DES是平等栽对如加密(Data Encryption
Standard)算法,于1977年赢得美国政府之正经批准,是一模一样种用56号密钥来加密64号数据的点子。一般密码长度为8独字节,其中56各项加密密钥,每个第8各项还当做奇偶校验。

参照文章

  • Base64

  • Base64编码/解码

  • 填充算法,mac与java的别

  • 片密码的干活模式

  • 分组密码

  • PKCS


DES算法一般生零星独至关重要点,第一独是加密模式,第二个是多少补位,加密模式的关键意义就是,加密算法是以块进行加密的,例如
DES ,是 64Bit 一个块的进展加密,就是每次加密 8
单字节,因此老是输入八只字节的公然输出八独字节密文,如果是 16
个字节,那么分成两单片依次进行加密,问题就是涌出于这边,如果公开是
1234567812345678,分块分别展开加密,那么加密的结果类似“C4132737962C519C
C4132737962C519C”,可以望明文的法则,这便是 ECB
加密模式,密文可以观看明文的规律;为了解决这个题目,有矣其它的加密模式:CBC
加密模式(密码分组连接),CFB加密模式(密码反馈模式),OFB加密模式(输出反馈模式)CBC
是求于一个初始化的朝向量,然后将每个输出和该向量作运算,并拿运算的结果作下一个加密块的初始化向量,CFB
和 OFB
则未待提供初始化向量,直接以密码还是输出作为初始化向量进行演算;这样就算避免了公开的规律起于密文中;当然缺点是解密时索要保证密文的不利,如果网络传输时来了千篇一律片段错误,则后面的解密结果虽可能是不对的;(ECB模式仅影响传输错误的雅块。密码算法基本上还是分组(按快)进行加密的,如果密文长度不是刚刚好可以进行分组,怎么处置?只能进展填空。

Base64编码

据我说知,苹果并没有提供API来是实现Base64编码,所以需要看官在网上寻找验证,还好,这并不难

感谢Lonely__和angelababa的提拔,苹果是出Base64的API,截图如下:

苹果提供Base64API.png

Base64编码的盘算是是利用64个基本的ASCII码字符对数据进行重新编码。它用索要编码的数码拆分成字节数组。以3个字节为平组。按顺序排列24 位数据,再将立即24员数据分为4组,即每组6位。再当列组的的最高位前补两个0凑足一个字节。这样就把一个3字节为一组的数据重新编码成了4个字节。当所要编码的数目的字节数不是3之整倍数,也就是说在细分组时最终一组不足够3单字节。这时在最终一组填充1到2独0字节。并当终极编码完成后每当末添加1到2单
“=”。

例:将对ABC进行BASE64编码:

1、首先取ABC对应的ASCII码值。A(65)B(66)C(67);

2、再得到二进制值A(01000001)B(01000010)C(01000011);

3、然后把立即三单字节的二进制码接起(010000010100001001000011);

4、
再因6各项也单位分成4单数据块,并在高位填充两只0后形成4独字节的编码后的价,(00010000)(00010100)(00001001)(00000011),其中加色部分吗真实数据;

5、再管立即四独字节数据转发成10前进制数得(16)(20)(9)(3);

6、最后因BASE64给起之64个主导字符表,查出对应的ASCII码字符(Q)(U)(J)(D),这里的价值实际就是是多少在字符表中之目。

Base64编码表

解码过程就是是将4只字节再还原成3独字节再因不同之数码形式把字节数组重新整理成多少。

Base64很直观的目的就是被二进制文件转发为64个主导的ASCII码字符。

加密算法常见的有ECB模式与CBC模式:
第一种电子密本方式(ECB) 
     
ECB模式:电子密本方式,就是拿数据论8个字节一段子进展DES加密或解密得到相同截8单字节的密文或者明文,最后一段落不足8独字节,则补足8个字节(注意:这里就是提到到数量补位了)进行测算,之后依顺序将计所得的数目连在一起即可,各段数据中互不影响。将公开分成n个64比仅仅分组,如果公开长度不是64比较不过的翻番,则当明文末尾填充适当数目的确定符号。对明文组用给定的密钥分别展开加密,行密文C=(C0,C1,……,Cn-1)其中Ci=DES(K,xi),i=0,1,…..,n-1。
这是Java封装的DES算法的默认模式.
第二种植密文分组链接方式(CBC)  

AES

网为并从未一直提供诸如DES、AES的API,但是提供了加密解密之系操作CommonCrypto,DES或者AES的贯彻,需要我们好包裹一下。

加密凡是出于算法/模式/填充成的,算法是DES,AES等,
模式是EBC,CBC等,iOS和Android的填充是不相同的:

mac支持:

NoPadding (NoPadding就是无填充,相当给从定义填充)

PKCS7Padding

而java支持:

NoPadding

ISO10126Padding

OAEPPadding, OAEPWith<digest>And<mgf>Padding

PKCS1Padding

PKCS5Padding

SSL3Padding

连下我们引入一些背景知识:

于密码学中,分组加密(Block
cipher,又如分块加密),是同一种对称密钥算法。它用公开分成基本上个当丰富之模块(block),使用规定的算法和对如密钥对每组分别加密解密。分组加密是极其重要的加密协议组成,其中突出的如DES和AES作为美国政府表决的正儿八经加密算法,应用领域从电子邮件加密到银行交易转帐,非常大。

密码学中的工作模式:

尽早出现的劳作模式,ECB,CBC,OFB和CFB可以追溯到1981年。2001年,NIST修订了其原先发布之做事模式工作列表,加入了AES,并参加了CTR模式。最后,在2010年1月,NIST加入了XTS-AES,而另的可信模式并不曾为NIST所认证。例如CTS是同样种植密文窃取之模式,许多常见的密码学运行库提供了这种模式。

密码学中,块密码的工作模式允许利用及一个块密码密钥对多于一块的数额进行加密,并保管其安全性。块密码自身只能加密长度等密码片长的单块数据,若一旦加密变长数据,则数必须先叫分开为局部单独的密码块。通常而言,最后一片数据也要采用相当填充方式以数据扩展及适合密码块大小的尺寸。一种植工作模式描述了加密每一样数据块的历程,并时常使用基于一个家常称为初始化向量的附加输入值为开展随机化,以确保安全。

初始化向量

初始化向量(IV,Initialization
Vector)是群工作模式受到用于随机化加密的同块数据,因此可由同的明,相同的密钥产生不同之密文,而无需再来密钥,避免了一般相当复杂的及时同样历程。

初始化向量与密钥相比有异的安全性要求,因此IV通常并非保密,然而当多数景被,不应有于使同一密钥的情状下零星不良采用及一个IV。对于CBC和CFB,重用IV会导致泄露明文首单片的少数信息,亦包括个别只不同消息中同样的前缀。对于OFB和CTR而言,重用IV会导致了失去安全性。另外,在CBC模式被,IV在加密常常务必是心有余而力不足预计的;特别的,在很多落实着行使的生IV的法子,例如SSL2.0应用的,即采取上一个信息之末梢一片密文作为下一个信之IV,是匪安全之。

注意:ECB模式不需初始化向量,之所以提一词,是以自为此底ECB模式。

填充

片密码只能对确定长度的数块进行拍卖,而信息之长短一般是可变的。因此有些模式(即ECB和CBC)需要最终一块当加密前进行填空。有数种填充方法,其中最为简单易行的同等种是在平文的末尾填充空字符以使该尺寸也片长的整数倍增,但不能不确保得过来平文的老长度;例如,若平文是C语言风格的字符串,则只有发生拧尾会有空字符。稍微复杂一点底办法则是土生土长的DES使用的点子,即于数后加加一个1位,再补充加足够的0位直到满足块长的要求;若消息长度刚好符合块长,则长一个填写充块。最复杂的则是针对CBC的道,例如密文窃取,残块终结等,不见面出额外的密文,但会加部分复杂度。布鲁斯·施奈尔及尼尔斯·弗格森提出了点儿种简易的可能:添加一个值吗128的字节(十六进制的80),再因0字节填写满最后一个片;或为最终一个片填充n个值均为n的字节。

CFB,OFB和CTR模式不需对长不呢密码片大小整数加倍的信进行专门之处理。因为这些模式是经对块密码的输出及平文进行异或工作之。最后一个平文块(可能是不整的)与密钥流块的前面几个字节异或后,产生了同该平文块大小同等之密文块。流密码的这个特点使得它可以用在急需密文和平文数据长严格等的场所,也足以使在以流动式传输数据而无便民进行填写的场子。

只顾:ECB模式是需要填的。

ECB:
极简便易行的加密模式就是为电子密码本(Electronic
codebook,ECB)模式。需要加密的信据块密码的块大小为分成数独片,并针对性每个片进行独立加密。

ECB加密

ECB解密

以办法的症结在于同的平文块会让加密成相同的密文块;因此,它不能够生好的隐没数据模式。在少数场合,这种办法无可知提供严格的多寡保密性,因此并无引进用于密码协议中。下面的例证显示了ECB在密文中显示平文的模式之水准:该图像的一个位图版本(上图)通过ECB模式或者会见吃加密成中图,而非ECB模式通常会用那加密成最下图。

原图

以ECB模式加密

提供了伪随机性的非ECB模式

原图是采用CBC,CTR或其它其他的重安全之模式加密最下图或出的结果——与随机噪声无异。注意最下图看起的随机性并无克代表图像已经让平安之加密;许多无安全的加密法也说不定来这种“随机的”输出。

ECB模式为会见促成使用她的协商不克提供数据完整性保护,易受到重放攻击的影响,因此每个片是坐完全相同的不二法门解密之。例如,“梦幻的星在线:蓝色脉冲”在线电子游戏使用ECB模式的Blowfish密码。在密钥交换系统受破解而发重复简便易行的破解方式前,作弊者重复通过发送加密的“杀死怪物”消息包以非法的快增加阅历值。

别模式于此就无进行了,详情请转片密码的工作模式
,进一步了解CBC、CFB、OFB、CTR等模式。

拿最根本的函数摘出来解释一下:

/*!
    @function   CCCrypt
    @abstract   Stateless, one-shot encrypt or decrypt operation.
                This basically performs a sequence of CCCrytorCreate(),
                CCCryptorUpdate(), CCCryptorFinal(), and CCCryptorRelease().

    @param      alg             Defines the encryption algorithm.


    @param      op              Defines the basic operation: kCCEncrypt or
                    kCCDecrypt.

    @param      options         A word of flags defining options. See discussion
                                for the CCOptions type.

    @param      key             Raw key material, length keyLength bytes. 

    @param      keyLength       Length of key material. Must be appropriate 
                                for the select algorithm. Some algorithms may 
                                provide for varying key lengths.

    @param      iv              Initialization vector, optional. Used for 
                                Cipher Block Chaining (CBC) mode. If present, 
                                must be the same length as the selected 
                                algorithm's block size. If CBC mode is
                                selected (by the absence of any mode bits in 
                                the options flags) and no IV is present, a 
                                NULL (all zeroes) IV will be used. This is 
                                ignored if ECB mode is used or if a stream 
                                cipher algorithm is selected. 

    @param      dataIn          Data to encrypt or decrypt, length dataInLength 
                                bytes. 

    @param      dataInLength    Length of data to encrypt or decrypt.

    @param      dataOut         Result is written here. Allocated by caller. 
                                Encryption and decryption can be performed
                                "in-place", with the same buffer used for 
                                input and output. 

    @param      dataOutAvailable The size of the dataOut buffer in bytes.  

    @param      dataOutMoved    On successful return, the number of bytes
                    written to dataOut. If kCCBufferTooSmall is
                returned as a result of insufficient buffer
                space being provided, the required buffer space
                is returned here. 

    @result     kCCBufferTooSmall indicates insufficent space in the dataOut
                                buffer. In this case, the *dataOutMoved 
                                parameter will indicate the size of the buffer
                                needed to complete the operation. The 
                                operation can be retried with minimal runtime 
                                penalty. 
                kCCAlignmentError indicates that dataInLength was not properly 
                                aligned. This can only be returned for block 
                                ciphers, and then only when decrypting or when 
                                encrypting with block with padding disabled. 
                kCCDecodeError  Indicates improperly formatted ciphertext or
                                a "wrong key" error; occurs only during decrypt
                                operations. 
 */  

CCCryptorStatus CCCrypt(
    CCOperation op,         /* 枚举值,确认是加密操作,还是解密操作 */
    CCAlgorithm alg,        /* 枚举值,确认加解密的算法,如kCCAlgorithmAES128、kCCAlgorithmDES */
    CCOptions options,      /* 枚举值,kCCOptionPKCS7Padding | kCCOptionECBMode,经我调查,这样就是ECB模式,并以PKCS7来填充*/
    const void *key,
    size_t keyLength,
    const void *iv,         /* 初始化向量(NULLoptional initialization vector),ECB模式写NULL就行 */
    const void *dataIn,     /* optional per op and alg */
    size_t dataInLength,
    void *dataOut,          /* data RETURNED here */
    size_t dataOutAvailable,
    size_t *dataOutMoved)  

点说到,iOS和Android填充是免平等的,那怎么处置?据说,PKCS7Padding是兼容PKCS5Padding的,我于同安卓同测试着,确实并未问题。

拿自己为此底AES加密摘出来吧:

自我因此之是一个NSData类目NSData+AES,密钥是128个之,即16个字节,加密解密方法的实现如下(记得引#import <CommonCrypto/CommonCryptor.h>):

加密:

- (NSData *)AES128EncryptWithKey:(NSString *)key
{
    // 'key' should be 32 bytes for AES256, will be null-padded otherwise
    char keyPtr[kCCKeySizeAES128+1]; // room for terminator (unused)
    bzero(keyPtr, sizeof(keyPtr)); // fill with zeroes (for padding)

    // fetch key data
    [key getCString:keyPtr maxLength:sizeof(keyPtr) encoding:NSUTF8StringEncoding];

    NSUInteger dataLength = [self length];

    //See the doc: For block ciphers, the output size will always be less than or
    //equal to the input size plus the size of one block.
    //That's why we need to add the size of one block here
    size_t bufferSize = dataLength + kCCBlockSizeAES128;
    void *buffer = malloc(bufferSize);

    size_t numBytesEncrypted = 0;
    CCCryptorStatus cryptStatus = CCCrypt(kCCEncrypt, kCCAlgorithmAES128, kCCOptionPKCS7Padding | kCCOptionECBMode,
                                          keyPtr, kCCKeySizeAES128,
                                          NULL /* initialization vector (optional) */,
                                          [self bytes], dataLength, /* input */
                                          buffer, bufferSize, /* output */
                                          &numBytesEncrypted);
    if (cryptStatus == kCCSuccess) {
        //the returned NSData takes ownership of the buffer and will free it on deallocation
        return [NSData dataWithBytesNoCopy:buffer length:numBytesEncrypted];
    }

    free(buffer); //free the buffer;
    return nil;
}  

解密:

- (NSData *)AES128DecryptWithKey:(NSString *)key {
    // 'key' should be 32 bytes for AES256, will be null-padded otherwise
    char keyPtr[kCCKeySizeAES128+1]; // room for terminator (unused)
    bzero(keyPtr, sizeof(keyPtr)); // fill with zeroes (for padding)

    // fetch key data
    [key getCString:keyPtr maxLength:sizeof(keyPtr) encoding:NSUTF8StringEncoding];

    NSUInteger dataLength = [self length];

    //See the doc: For block ciphers, the output size will always be less than or
    //equal to the input size plus the size of one block.
    //That's why we need to add the size of one block here
    size_t bufferSize = dataLength + kCCBlockSizeAES128;
    void *buffer = malloc(bufferSize);

    size_t numBytesDecrypted = 0;
    CCCryptorStatus cryptStatus = CCCrypt(kCCDecrypt, kCCAlgorithmAES128, kCCOptionPKCS7Padding| kCCOptionECBMode,
                                          keyPtr, kCCKeySizeAES128,
                                          NULL /* initialization vector (optional) */,
                                          [self bytes], dataLength, /* input */
                                          buffer, bufferSize, /* output */
                                          &numBytesDecrypted);

    if (cryptStatus == kCCSuccess) {
        //the returned NSData takes ownership of the buffer and will free it on deallocation
        return [NSData dataWithBytesNoCopy:buffer length:numBytesDecrypted];
    }

    free(buffer); //free the buffer;
    return nil;
}  

     
密文分组链接道,在CBC方式下,每个明文组xi在加密前同先行一组密文按位模二加后,再送及DES加密,CBC方式克服了ECB方式报内组重的先天不足,但鉴于明文组加密前和同一组密文有关,因此前一组密文的错会流传及下一样组。
这是.NET封装的DES算法的默认模式,它于辛苦,加密步骤如下:

1、首先将数据据8只字节一组开展分组得到D1D2……Dn(若数据不是8底平头倍,就涉及到数量补位了)

2、第一组数D1与向量I异或后底结果开展DES加密得到第一组密文C1(注意:这里出于量I的传教,ECB模式下没使于量I)

3、第二组数D2与第一组的加密结果C1异或之后的结果进行DES加密,得到第二组密文C2

4、之后的数量因此类推,得到Cn

5、按顺序并为C1C2C3……Cn即为加密结果。

老三栽密文反馈方式(CFB),可用于序列密码
   明文X=(x0,x1,……,xn-1),其中xi由t个比较特组成0  
第四种植输出反馈方式(OFB),可用来序列密码
  
与CFB唯一不同之是OFB是直取DES输出的t个比特,而非是取密文的t个比特,其余都和CFB相同。但它抱的是DES的出口,所以她克服了CFB的密文错误传播之先天不足

数据补位一般有NoPadding和PKCS7Padding(Java中是PKCS5Padding)填充方式,PKCS7Padding和PKCS5Padding实际只有是商量不雷同,根据相关资料证实:PKCS5Padding明确定义了加密畈是8字节,PKCS7Padding加密快得是1-255里。但是封装的DES算法默认都是8字节,所以可以认为他们同。数据补位实际是以数不满8字节底倍数,才补偿到8字节底翻番的填过程。

NoPadding填充方式:算法本身不填充,比如.NET的padding提供了产生None,Zeros方式,分别吗不填和填充0的法门。

PKCS7Padding(PKCS5Padding)填充方式:为.NET和Java的默认填充方式,对加密数量字节长度对8取余为r,如r大于0,则补8-r单字节,字节为8-r底价值;如果r等于0,则上8独字节8.比如:

加密字符串为呢AAA,则补位为AAA55555;加密字符串为BBBBBB,则补位为BBBBBB22;加密字符串为CCCCCCCC,则补位为CCCCCCCC88888888.

.NET中的DES加密

对于.NET,框架在System.Security.Cryptography命名空间下提供了DESCryptoServiceProvider作为System.Security.Cryptography.DES加密解密之包裹接口,它提供了之类的4个措施:

public override ICryptoTransform CreateDecryptor(byte[] rgbKey,
byte[] rgbIV)

public override ICryptoTransform CreateEncryptor(byte[] rgbKey,
byte[] rgbIV)

public override void GenerateIV()

public override void GenerateKey()

从.NET接近库封装情况,加解密需要传入一个Key和IV向量。而且Key必须为8字节的数额,否则会一直丢掉大出,当用ECB模式下,不管传入什么IV向量,加密结果尚且如出一辙。

 

各个大语言互操作解决方案:

  • C与C#简报加密之C语言DES的cbc
    pkcs7的落实
  • C与C#报道加密之C语言DES的cbc
    pkcs7的兑现(二)
  • python和c#通用一致的des加密应用CBC和PKCS7
  • php实现3DES加密算法,工作模式CBC,填充模式PKCS7
    Padding
  • 用 Java 解密 C#
    加密的数目(DES)
  • Applied Crypto++: Block
    Ciphers 

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