iOS中的加密操作

　　最近项目中用到了一些加密操作，在这里简单总结了一下。总的来说加密分为对称加密和非对称加密两种，下面对这两种加密方式作一个简单的说明。

对称加密（Symmetric Cryptography）

　　对称加密是最快速、最简单的一种加密方式，加密（encryption）与解密（decryption）用的是同样的密钥（secret key）。对称加密有很多种算法，由于它效率很高，所以被广泛使用在很多加密协议的核心当中。

　　对称加密通常使用的是相对较小的密钥，一般小于256 bit。因为密钥越大，加密越强，但加密与解密的过程越慢。如果你只用1 bit来做这个密钥，那黑客们可以先试着用0来解密，不行的话就再用1解；但如果你的密钥有1 MB大，黑客们可能永远也无法破解，但加密和解密的过程要花费很长的时间。密钥的大小既要照顾到安全性，也要照顾到效率，是一个trade-off。

　　2000年10月2日，美国国家标准与技术研究所（NIST--American National Institute of Standards and Technology）选择了Rijndael算法作为新的高级加密标准（AES--Advanced Encryption Standard）。.NET中包含了Rijndael算法，类名叫RijndaelManaged，示例如下：

　　加密过程：

         private string myData = "hello";

         private string myPassword = "OpenSesame";

         private byte[] cipherText;

         private byte[] salt = { 0x0, 0x1, 0x2, 0x3, 0x4, 0x5, 0x6, 0x5, 0x4, 0x3, 0x2, 0x1, 0x0 };

  

         private void mnuSymmetricEncryption_Click(object sender, RoutedEventArgs e)

         {

             var key = new Rfc2898DeriveBytes(myPassword, salt);

             // Encrypt the data.

             var algorithm = new RijndaelManaged();

             algorithm.Key = key.GetBytes();

             algorithm.IV = key.GetBytes();

             var sourceBytes = new System.Text.UnicodeEncoding().GetBytes(myData);

             using (var sourceStream = new MemoryStream(sourceBytes))

             using (var destinationStream = new MemoryStream())

             using (var crypto = new CryptoStream(sourceStream, algorithm.CreateEncryptor(), CryptoStreamMode.Read))

             {

                 moveBytes(crypto, destinationStream);

                 cipherText = destinationStream.ToArray();

             }

             MessageBox.Show(String.Format("Data:{0}{1}Encrypted and Encoded:{2}", myData, Environment.NewLine, Convert.ToBase64String(cipherText)));

         }

         private void moveBytes(Stream source, Stream dest)

         {

             byte[] bytes = new byte[];

             var count = source.Read(bytes, , bytes.Length);

             while ( != count)

             {

                 dest.Write(bytes, , count);

                 count = source.Read(bytes, , bytes.Length);

             }

         }

　　解密过程:

 private void mnuSymmetricDecryption_Click(object sender, RoutedEventArgs e)

         {

             if (cipherText == null)

             {

                 MessageBox.Show("Encrypt Data First!");

                 return;

             }

             var key = new Rfc2898DeriveBytes(myPassword, salt);

             // Try to decrypt, thus showing it can be round-tripped.

             var algorithm = new RijndaelManaged();

             algorithm.Key = key.GetBytes();

             algorithm.IV = key.GetBytes();

             using (var sourceStream = new MemoryStream(cipherText))

             using (var destinationStream = new MemoryStream())

             using (var crypto = new CryptoStream(sourceStream, algorithm.CreateDecryptor(), CryptoStreamMode.Read))

             {

                 moveBytes(crypto, destinationStream);

                 var decryptedBytes = destinationStream.ToArray();

                 var decryptedMessage = new UnicodeEncoding().GetString(

                 decryptedBytes);

                 MessageBox.Show(decryptedMessage);

             }

         }

　　对称加密的一大缺点是密钥的管理与分配，换句话说，如何把密钥发送到需要解密你的消息的人的手里是一个问题。在发送密钥的过程中，密钥有很大的风险会被黑客们拦截。现实中通常的做法是将对称加密的密钥进行非对称加密，然后传送给需要它的人。

非对称加密（Asymmetric Cryptography）

　　非对称加密为数据的加密与解密提供了一个非常安全的方法，它使用了一对密钥，公钥（public key）和私钥（private key）。私钥只能由一方安全保管，不能外泄，而公钥则可以发给任何请求它的人。非对称加密使用这对密钥中的一个进行加密，而解密则需要另一个密钥。比如，你向银行请求公钥，银行将公钥发给你，你使用公钥对消息加密，那么只有私钥的持有人--银行才能对你的消息解密。与对称加密不同的是，银行不需要将私钥通过网络发送出去，因此安全性大大提高。

　　目前最常用的非对称加密算法是RSA算法，是Rivest, Shamir, 和Adleman于1978年发明，他们那时都是在MIT。.NET中也有RSA算法，示例如下：

　　加密过程：

         private byte[] rsaCipherText;

         private void mnuAsymmetricEncryption_Click(object sender, RoutedEventArgs e)

         {

             var rsa = ;

             // Encrypt the data.

             var cspParms = new CspParameters(rsa);

             cspParms.Flags = CspProviderFlags.UseMachineKeyStore;

             cspParms.KeyContainerName = "My Keys";

             var algorithm = new RSACryptoServiceProvider(cspParms);

             var sourceBytes = new UnicodeEncoding().GetBytes(myData);

             rsaCipherText = algorithm.Encrypt(sourceBytes, true);

             MessageBox.Show(String.Format("Data: {0}{1}Encrypted and Encoded: {2}",

                 myData, Environment.NewLine,

                 Convert.ToBase64String(rsaCipherText)));

         }

　　解密过程:

 private void mnuAsymmetricDecryption_Click(object sender, RoutedEventArgs e)

         {

             if(rsaCipherText==null)

             {

                 MessageBox.Show("Encrypt First!");

                 return;

             }

             var rsa = ;

             // decrypt the data.

             var cspParms = new CspParameters(rsa);

             cspParms.Flags = CspProviderFlags.UseMachineKeyStore;

             cspParms.KeyContainerName = "My Keys";

             var algorithm = new RSACryptoServiceProvider(cspParms);

             var unencrypted = algorithm.Decrypt(rsaCipherText, true);

             MessageBox.Show(new UnicodeEncoding().GetString(unencrypted));

         }

　　虽然非对称加密很安全，但是和对称加密比起来，它非常的慢，所以我们还是要用对称加密来传送消息，但对称加密所使用的密钥我们可以通过非对称加密的方式发送出去。为了解释这个过程，请看下面的例子：

（1） Alice需要在银行的网站做一笔交易，她的浏览器首先生成了一个随机数作为对称密钥。

（2） Alice的浏览器向银行的网站请求公钥。

（3）银行将公钥发送给Alice。

（4） Alice的浏览器使用银行的公钥将自己的对称密钥加密。

（5） Alice的浏览器将加密后的对称密钥发送给银行。

（6）银行使用私钥解密得到Alice浏览器的对称密钥。

（7） Alice与银行可以使用对称密钥来对沟通的内容进行加密与解密了。

总结

（1）对称加密加密与解密使用的是同样的密钥，所以速度快，但由于需要将密钥在网络传输，所以安全性不高。

（2）非对称加密使用了一对密钥，公钥与私钥，所以安全性高，但加密与解密速度慢。

（3）解决的办法是将对称加密的密钥使用非对称加密的公钥进行加密，然后发送出去，接收方使用私钥进行解密得到对称加密的密钥，然后双方可以使用对称加密来进行沟通。