iOS 上 Security.framework为我们提供了安全方面相关的api；
Security框架提供的RSA在iOS上使用的一些小结
- 支持的RSA keySize 大小有：512，768，1024，2048位
- 支持的RSA 填充方式有三种：NOPadding,PKCS1,OAEP 三种方式 ，填充方式影响最大分组加密数据块的大小
- 签名使用的填充方式PKCS1, 支持的签名算法有 sha1,sha256,sha224,sha384,sha512
- Nopadding填充最大数据块为 下面接口 SecKeyGetBlockSize 大小;
- PKCS1 填充方式最大数据为 SecKeyGetBlockSize大小 减去11
- OAEP 填充方式最大数据为 SecKeyGetBlockSize 大小减去 42
- RSA加密解密签名，适合小块的数据处理，大量数量需要处理分组逻辑；密码学中推荐使用对称加密进行数据加密，使用RSA来加密对称密钥
- iOS10,以及mac 10.12中新增加了几个接口，以下测试用的是老接口，支持iOS2.0+
在这里说明一下RSA 相关的接口使用和示例；
1. 主要接口有
/*! //生成密钥对 */
OSStatus SecKeyGeneratePair(CFDictionaryRef parameters, SecKeyRef * _Nullable CF_RETURNS_RETAINED publicKey,
SecKeyRef * _Nullable CF_RETURNS_RETAINED privateKey) __OSX_AVAILABLE_STARTING(__MAC_10_7, __IPHONE_2_0); //加密
OSStatus SecKeyEncrypt(
SecKeyRef key,
SecPadding padding,
const uint8_t *plainText,
size_t plainTextLen,
uint8_t *cipherText,
size_t *cipherTextLen)
__OSX_AVAILABLE_STARTING(__MAC_10_7, __IPHONE_2_0); //解密
OSStatus SecKeyDecrypt(
SecKeyRef key, /* Private key */
SecPadding padding, /* kSecPaddingNone,
kSecPaddingPKCS1,
kSecPaddingOAEP */
const uint8_t *cipherText,
size_t cipherTextLen, /* length of cipherText */
uint8_t *plainText,
size_t *plainTextLen) /* IN/OUT */
__OSX_AVAILABLE_STARTING(__MAC_10_7, __IPHONE_2_0); //签名
OSStatus SecKeyRawSign(
SecKeyRef key,
SecPadding padding,
const uint8_t *dataToSign,
size_t dataToSignLen,
uint8_t *sig,
size_t *sigLen)
__OSX_AVAILABLE_STARTING(__MAC_10_7, __IPHONE_2_0); //验证签名
OSStatus SecKeyRawVerify(
SecKeyRef key,
SecPadding padding,
const uint8_t *signedData,
size_t signedDataLen,
const uint8_t *sig,
size_t sigLen)
__OSX_AVAILABLE_STARTING(__MAC_10_7, __IPHONE_2_0); //分组加密的数据块大小
size_t SecKeyGetBlockSize(SecKeyRef key)
__OSX_AVAILABLE_STARTING(__MAC_10_7, __IPHONE_2_0);
2. 首先生成RSA密钥对，生成1024位，即是 128字节
#define kRSA_KEY_SIZE 1024 @interface ViewController : UIViewController
{
SecKeyRef publicKeyRef; //公钥
SecKeyRef privateKeyRef;//私钥
} //生成RSA密钥对，公钥和私钥，支持的SIZE有
// sizes for RSA keys are: 512, 768, 1024, 2048.
- (void)generateRSAKeyPair:(int )keySize
{ OSStatus ret = ;
publicKeyRef = NULL;
privateKeyRef = NULL;
ret = SecKeyGeneratePair((CFDictionaryRef)@{(id)kSecAttrKeyType:(id)kSecAttrKeyTypeRSA,(id)kSecAttrKeySizeInBits:@(keySize)}, &publicKeyRef, &privateKeyRef);
NSAssert(ret==errSecSuccess, @"密钥对生成失败：%d",ret); NSLog(@"%@",publicKeyRef);
NSLog(@"%@",privateKeyRef);
NSLog(@"max size:%lu",SecKeyGetBlockSize(privateKeyRef)); }
3. 使用上面生成的密钥对进行加密解密测试
//公钥加密私钥密钥测试
/** 三种填充方式区别
kSecPaddingNone = 0, 要加密的数据块大小<＝SecKeyGetBlockSize的大小，如这里128
kSecPaddingPKCS1 = 1, 要加密的数据块大小<=128-11
kSecPaddingOAEP = 2, 要加密的数据块大小<=128-42
密码学中的设计原则，一般用RSA来加密 对称密钥，用对称密钥加密大量的数据
非对称加密速度慢，对称加密速度快
*/
- (void)testRSAEncryptAndDecrypt
{
[self generateRSAKeyPair:kRSA_KEY_SIZE]; NSData *srcData = [@"" dataUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding];
NSLog(@"%@",srcData);
uint8_t encData[kRSA_KEY_SIZE/] = {};
uint8_t decData[kRSA_KEY_SIZE/] = {};
size_t blockSize = kRSA_KEY_SIZE / ;
OSStatus ret; ret = SecKeyEncrypt(publicKeyRef, kSecPaddingNone, srcData.bytes, srcData.length, encData, &blockSize);
NSAssert(ret==errSecSuccess, @"加密失败"); ret = SecKeyDecrypt(privateKeyRef, kSecPaddingNone, encData, blockSize, decData, &blockSize);
NSAssert(ret==errSecSuccess, @"解密失败"); NSData *dedData = [NSData dataWithBytes:decData length:blockSize];
NSLog(@"dec:%@",dedData);
if (memcmp(srcData.bytes, dedData.bytes, srcData.length)==) {
NSLog(@"PASS");
}
}
4. 使用公钥密钥进行数据签名和验证签名
对数据签名：首先对原始数据进行hash计算，可以得到数据的hash值；然后对hash值进行签名；
- (void)testSignAndVerify
{
[self generateRSAKeyPair:kRSA_KEY_SIZE]; NSString *tpath = [[NSBundle mainBundle] pathForResource:@"src.txt" ofType:nil];
NSData *ttDt = [NSData dataWithContentsOfFile:tpath];
//使用了下面封装的hash接口
NSData *sha1dg = [ttDt hashDataWith:CCDIGEST_SHA1]; OSStatus ret; //私钥签名，公钥验证签名
size_t siglen = SecKeyGetBlockSize(privateKeyRef);
uint8_t *sig = malloc(siglen);
bzero(sig, siglen);
ret = SecKeyRawSign(privateKeyRef, kSecPaddingPKCS1SHA256, sha1dg.bytes, sha1dg.length, sig, &siglen);
NSAssert(ret==errSecSuccess, @"签名失败"); ret = SecKeyRawVerify(publicKeyRef, kSecPaddingPKCS1SHA256, sha1dg.bytes, sha1dg.length,sig, siglen);
NSAssert(ret==errSecSuccess, @"验证签名失败"); if (ret==errSecSuccess) {
NSLog(@"SIGN VERIFY PASS");
}
}
5. 另外 iOS上 CommonCrypto/CommonDigest.h 中提供了密码学中常用的hash算法
如下我封装了一个NSData的分类，可以在签名中直接使用
支持的hash算法有 md2,md4,md5,sha1,sha224,sha256,sha384,sha512
//
// NSData+KKHASH.h
// SecurityiOS
//
// Created by cocoa on 16/12/15.
// Copyright © 2016年 dev.keke@gmail.com. All rights reserved.
// #import <Foundation/Foundation.h> typedef enum : NSUInteger {
//md2 16字节长度
CCDIGEST_MD2 = ,
//md4 16字节长度
CCDIGEST_MD4,
//md5 16字节长度
CCDIGEST_MD5,
//sha1 20字节长度
CCDIGEST_SHA1,
//SHA224 28字节长度
CCDIGEST_SHA224,
//SHA256 32字节长度
CCDIGEST_SHA256,
//SHA384 48字节长度
CCDIGEST_SHA384,
//SHA512 64字节长度
CCDIGEST_SHA512,
} CCDIGESTAlgorithm; @interface NSData (KKHASH) /**
计算数据的hash值，根据不同的算法
*/
- (NSData *)hashDataWith:(CCDIGESTAlgorithm )ccAlgorithm; /**
返回 hex string的 data
*/
- (NSString *)hexString; @end
//
// NSData+KKHASH.m
// SecurityiOS
//
// Created by cocoa on 16/12/15.
// Copyright © 2016年 dev.keke@gmail.com. All rights reserved.
// #import "NSData+KKHASH.h"
#include <CommonCrypto/CommonDigest.h> @implementation NSData (KKHASH)
- (NSData *)hashDataWith:(CCDIGESTAlgorithm )ccAlgorithm
{
NSData *retData = nil;
if (self.length <) {
return nil;
} unsigned char *md; switch (ccAlgorithm) {
case CCDIGEST_MD2:
{
md = malloc(CC_MD2_DIGEST_LENGTH);
bzero(md, CC_MD2_DIGEST_LENGTH);
CC_MD2(self.bytes, (CC_LONG)self.length, md);
retData = [NSData dataWithBytes:md length:CC_MD2_DIGEST_LENGTH];
}
break;
case CCDIGEST_MD4:
{
md = malloc(CC_MD4_DIGEST_LENGTH);
bzero(md, CC_MD4_DIGEST_LENGTH);
CC_MD4(self.bytes, (CC_LONG)self.length, md);
retData = [NSData dataWithBytes:md length:CC_MD4_DIGEST_LENGTH]; }
break;
case CCDIGEST_MD5:
{
md = malloc(CC_MD5_DIGEST_LENGTH);
bzero(md, CC_MD5_DIGEST_LENGTH);
CC_MD5(self.bytes, (CC_LONG)self.length, md);
retData = [NSData dataWithBytes:md length:CC_MD5_DIGEST_LENGTH]; }
break;
case CCDIGEST_SHA1:
{
md = malloc(CC_SHA1_DIGEST_LENGTH);
bzero(md, CC_SHA1_DIGEST_LENGTH);
CC_SHA1(self.bytes, (CC_LONG)self.length, md);
retData = [NSData dataWithBytes:md length:CC_SHA1_DIGEST_LENGTH]; }
break;
case CCDIGEST_SHA224:
{
md = malloc(CC_SHA224_DIGEST_LENGTH);
bzero(md, CC_SHA224_DIGEST_LENGTH);
CC_SHA224(self.bytes, (CC_LONG)self.length, md);
retData = [NSData dataWithBytes:md length:CC_SHA224_DIGEST_LENGTH]; }
break;
case CCDIGEST_SHA256:
{
md = malloc(CC_SHA256_DIGEST_LENGTH);
bzero(md, CC_SHA256_DIGEST_LENGTH);
CC_SHA256(self.bytes, (CC_LONG)self.length, md);
retData = [NSData dataWithBytes:md length:CC_SHA256_DIGEST_LENGTH]; }
break;
case CCDIGEST_SHA384:
{
md = malloc(CC_SHA384_DIGEST_LENGTH);
bzero(md, CC_SHA384_DIGEST_LENGTH);
CC_SHA384(self.bytes, (CC_LONG)self.length, md);
retData = [NSData dataWithBytes:md length:CC_SHA384_DIGEST_LENGTH]; }
break;
case CCDIGEST_SHA512:
{
md = malloc(CC_SHA512_DIGEST_LENGTH);
bzero(md, CC_SHA512_DIGEST_LENGTH);
CC_SHA512(self.bytes, (CC_LONG)self.length, md);
retData = [NSData dataWithBytes:md length:CC_SHA512_DIGEST_LENGTH]; }
break; default:
md = malloc();
break;
} free(md);
md = NULL; return retData; } - (NSString *)hexString
{
NSMutableString *result = nil;
if (self.length <) {
return nil;
}
result = [[NSMutableString alloc] initWithCapacity:self.length * ];
for (size_t i = ; i < self.length; i++) {
[result appendFormat:@"%02x", ((const uint8_t *) self.bytes)[i]];
}
return result;
} @end
6. 另外如果密钥由服务器生成，可以生成p12文件，来在ios上调用接口导入开发
OSStatus SecPKCS12Import(CFDataRef pkcs12_data, CFDictionaryRef options,
CFArrayRef * __nonnull CF_RETURNS_RETAINED items) __OSX_AVAILABLE_STARTING(__MAC_10_6, __IPHONE_2_0);
7. 另外为了配合验证，可以用openssl 命令对数据进行RSA加密解密
//使用公钥加密 1024位密钥 ,128字节
//openssl rsautl -encrypt -out pubenc.txt -in src.txt -inkey public.pem -pubin //使用私钥解密
//openssl rsautl -decrypt -in pubenc.txt -inkey private.pem -out pridec.txt
总结：
另外RSA密钥，私钥保存在手机上是不安全的；
一般在非越狱的手机上，我们可以把生成的SecKeyRef 保存在 keychain中；
但是在越狱的手机上，也是不安全的，因为可以导出keychain中的所有数据；
没有绝对的安全，根据业务场景来实际开发吧
封装工具：https://github.com/cocoajin/Security-iOS
参考：
https://developer.apple.com/library/content/samplecode/CryptoExercise/Introduction/Intro.html#//apple_ref/doc/uid/DTS40008019
https://developer.apple.com/library/content/samplecode/CryptoCompatibility/Introduction/Intro.html#//apple_ref/doc/uid/DTS40013654