RSA 加密

iOS开发教程-iOS中的RSA加解密

在移动应用开发中常常遇到数据传输安全性的问题，尤其是在账户安全以及支付场景中的订单数据、或支付信息的传输中，正规的公司一定会要求对数据进行加密，当然有创业初期的公司会在前期产品中让所有数据进行“裸奔”，不过在产品成型以后，一定会要求对数据进行加密的。那么，接下来就简单说说iOS中最常见的RSA加密吧。

RSA算法是一种非对称密码算法，所谓非对称，就是指该算法需要一对密钥，使用其中一个加密，则需要用另一个才能解密。

RSA采用公开密钥密码体制。

所谓的公开密钥密码体制就是使用不同的加密密钥与解密密钥，是一种“由已知加密密钥推导出解密密钥在计算上是不可行的”密码体制。在实际工作中的加密密钥都是对多个加密端公开的，保证其安全性的主要任务是解密密钥的保密工作。

1.iOS中RSA加解密的密钥创建

首先要使用RSA加密，首先是生成RSA的加密密钥和解密密钥，

RSA是非对称加密方式，在实际应用中，

通常把用来加密的密钥称为公钥，

如在iOS端、Android、Windows Phone应用中加密数据使用的密钥，

解密密钥称为私钥，一般把解密密钥存放在移动应用的服务器端。

这种做法主要是考虑到心怀恶意的攻击者很容易获取移动端应用，进行反编译获取加密密钥，而攻击者想要获取服务器端的私钥（除非服务器端团队成员恶意泄露），否则基本上不可能，

而获取到RSA的加密密钥，只要密钥的位数足够长，几乎不可能推导出解密密钥，所以攻击者拿到加密密钥完全没有用。

在不同环境中有不同的创建RSA加密密钥和解密密钥的方法，下面提供一个在Mac系统中使用终端创建的具体步骤：

生成私钥文件
$ opensslgenrsa -out private.pem2048

◦openssl:是一个自由的软件组织,专注做加密和解密的框架。

genrsa:指定了生成了算法使用RSA

-out:后面的参数表示生成的key的输入文件

2048:表示的是生成key的长度,单位字节(bits)

创建证书请求
$ opensslreq -new -key private.pem -out rsacert.csr

可以拿着这个文件去数字证书颁发机构（即CA）申请一个数字证书。CA会给你一个新的文件cacert.pem,那才是你的数字证书。(要收费的)

生成证书并签名，有效期10年
$ openssl x509 -req -days 3650 -in rsacert.csr -signkeyprivate.pem -out
rsacert.crt

509是一种非常通用的证书格式。

将用上面生成的密钥privkey.pem和rsacert.csr证书请求文件生成一个数字证书rsacert.crt。这个就是公钥

转换格式将PEM 格式文件转换成DER 格式
$ openssl x509 -outform der -in rsacert.crt -out rsacert.der

在iOS开发中,公钥是不能使用base64编码的,上面的命令是将公钥的base64编码字符串转换成二进制数据

导出 P12 文件

在iOS使用私钥不能直接使用，需要导出一个p12文件。下面命令就是将私钥文件导出为p12文件。

$ openssl pkcs12
-export -out p.p12 -inkeyprivate.pem -in rsacert.crt

有了公钥和私钥之后，接下来的就是代码了，在这我粘贴出重要部分的代码，如果想要具体的Demo

2.加解密的方法声明

加密方法

+(NSString *)RSAEncrypt:(NSString *)plainTextString;

/**************************************************************************

函数名称: + (NSData
*)RSADecryptWithPrivateKey:(NSData*)cipherData

函数描述 : 用私钥对已经进行RSA加密的数据进行解密

输入参数: (NSData *)data

输出参数 : N/A

返回参数: (NSData *)

备注信息 :

******************************************************************************/

解密方法

/**************************************************************************

函数名称: +(NSString
*)RSADecryptString:(NSString *)rsaString

函数描述 : 用私钥对已经进行RSA加密的字符串进行解密

输入参数:(NSString *)rsaString

输出参数 : N/A

返回参数: (NSString *)

备注信息 :

**************************************************************************/

+(NSString *)RSADecryptString:(NSString *)rsaString;

3.加解密方法的具体实现

加密方法实现

+(NSString *)RSAEncrypt:(NSString *)plainTextString

{

if(!plainTextString || [plainTextStringisEqualToString:@"null"]){

return nil;

}

size_tcipherBufferSize = SecKeyGetBlockSize([self getPublicKey]);

uint8_t *cipherBuffer = malloc(cipherBufferSize);

uint8_t *nonce = (uint8_t *)[plainTextString UTF8String];

SecKeyEncrypt([self getPublicKey], kSecPaddingNone, nonce, strlen(
(char*)nonce ), &cipherBuffer[0], &cipherBufferSize);

NSData *encryptedData =
[NSDatadataWithBytes:cipherBufferlength:cipherBufferSize];

//将加密后的数据进行Base64编码并转化为NSString

return [encryptedData base64EncodedString];

}

4.解密方法实现

+(NSString *)RSADecryptString:(NSString *)rsaString

{

//将已经进行base64编码的字符串解码成普通的NSData

NSData *cipherData = [rsaString base64DecodedData];

NSData *plainData = [QFRSAToolRSADecryptWithPrivateKey:cipherData];

return [[NSStringalloc]initWithData:plainData
encoding:NSUTF8StringEncoding];

}

+ (NSData *)RSADecryptWithPrivateKey:(NSData *)cipherData {

// 分配内存块，用于存放解密后的数据段

size_tplainBufferSize = SecKeyGetBlockSize([QFRSAToolgetPrivateKey]);

NSLog(@"plainBufferSize = %zd", plainBufferSize);

uint8_t *plainBuffer = malloc(plainBufferSize * sizeof(uint8_t));

// 计算数据段最大长度及数据段的个数

doubletotalLength = [cipherData length];

size_tblockSize = plainBufferSize;

size_tblockCount = (size_t)ceil(totalLength / blockSize);

NSMutableData *decryptedData = [NSMutableData data]; // 分段解密

for (inti = 0; i<blockCount; i++) {

NSUIntegerloc = i * blockSize; // 数据段的实际大小。最后一段可能比blockSize小。

intdataSegmentRealSize = MIN(blockSize, totalLength - loc);

// 截取需要解密的数据段

NSData *dataSegment = [cipherDatasubdataWithRange:NSMakeRange(loc,
dataSegmentRealSize)];

OSStatus status = SecKeyDecrypt([QFRSAToolgetPrivateKey], kSecPaddingNone,
(const uint8_t *)[dataSegment bytes], dataSegmentRealSize, plainBuffer,
&plainBufferSize);

if (status == errSecSuccess) {

NSData *decryptedDataSegment = [[NSDataalloc] initWithBytes:(const void
*)plainBufferlength:plainBufferSize];

[decryptedDataappendData:decryptedDataSegment];

} else {

if (plainBuffer) {

free(plainBuffer);

}

return nil;

}

}

if (plainBuffer) {

free(plainBuffer);

}

returndecryptedData;

}

5.RSA的优点

安全性高，难于破解

6.RSA加密的缺点

1）产生密钥很麻烦，受到素数产生技术的限制，因而难以做到一次一密。

2）安全性，RSA的安全性依赖于大数的因子分解，但并没有从理论上证明破译RSA的难度与大数分解难度等价，而且密码学界多数人士倾向于因子分解不是NP问题。现今，人们已能分解140多个十进制位的大素数，这就要求使用更长的密钥，速度更慢；另外，人们正在积极寻找攻击RSA的方法，如选择密文攻击，一般攻击者是将某一信息作一下伪装（Blind），让拥有私钥的实体签署。然后，经过计算就可得到它所想要的信息。实际上，攻击利用的都是同一个弱点，即存在这样一个事实：乘幂保留了输入的乘法结构：

（XM)d =
Xd *Md mod n

前面已经提到，这个固有的问题来自于公钥密码系统的最有用的特征--每个人都能使用公钥。但从算法上无法解决这一问题，主要措施有两条：一条是采用好的公钥协议，保证工作过程中实体不对其他实体任意产生的信息解密，不对自己一无所知的信息签名；另一条是决不对陌生人送来的随机文档签名，签名时首先使用One-Way
Hash Function对文档作HASH处理，或同时使用不同的签名算法。除了利用公共模数，人们还尝试一些利用解密指数或φ（n）等等攻击.

3）速度太慢，由于RSA 的分组长度太大，为保证安全性，n 至少也要
600 bits以上，使运算代价很高，尤其是速度较慢，较对称密码算法慢几个数量级；且随着大数分解技术的发展，这个长度还在增加，不利于数据格式的标准化。SET(Secure
Electronic Transaction）协议中要求CA采用2048比特长的密钥，其他实体使用1024比特的密钥。为了速度问题，人们广泛使用单，公钥密码结合使用的方法，优缺点互补：单钥密码加密速度快，人们用它来加密较长的文件，然后用RSA来给文件密钥加密，极好的解决了单钥密码的密钥分发问题。