学习路线
学前须知
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如何防止被窃听？
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如何加解密
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密码的类型
根据秘钥的使用方法，可以将密码分为了两类
对称密码
对称密码中，加解密使用的秘钥是相同的
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非对称加密（公钥密码）
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对称密码
在对称密码中，加解密使用的是同一个秘钥
常见的对称加密算法有：DES、3DES、AES
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DES
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*DES是一种将64bit明文加密成64bit密文的对称密码算法，密钥长度是56bit
*规格上来说，密钥长度是64bit，但每隔7bit会设置一个用于错误检查的bit，因此，密钥长度实质上是56bit
*由于DES每次只能加密64bit的数据，遇到比较大的数据，需要对DES加密进行反复迭代
*目前已经可以被短时间内破解，不建议使用
3DES
*3DES，将DES重复3次所得到的一种密码算法，也叫做3重DES
*目前还是被一些银行机构使用，但是处理速度不高，安全性逐渐暴露问题
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三个密钥都不同的，俗称DES-EDE3
如果所有的密钥都是用同一个，则结果与普通的DES是等价的
如果密钥中两个相同，称为DES-EDE2
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AES
*取代DES成为新标准的一种对称密码算法
*AES的密钥长度有128、192、256bit三种
*目前AES，已经逐步取代DES、3DES，成为首选的对称密码算法
*一般来说，我们也不应该去使用任何自制的密码算法，而是应该使用AES，它经过了全世界密码学家所进行的高品质验证工作
密钥配送问题
*在使用对称密码时候，会遇到密钥配送问题
*假设，A将使用对称密码加密过的消息发给B，只有将密钥也给B，B才能完成解密，在发送密钥的过程中，可能会被E窃听，最后E也能完成解密
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如何解决密钥配送问题
- 事先共享密钥
- 密钥分配中心
*Diffie-Hellman密钥交换
*公钥密码
公钥密码（非对称加密）
公钥密码中，密钥分为加密密钥、解密密钥两种，他们并不是同一密钥
1、加密密钥，一般是公开的，因此该密钥称为公钥（public key）
2、解密密钥，由消息接受者自己保管的，不能公开，因此也称为私钥（peivate key）
3、公钥和私钥是一一对应的，不能单独生成的，一对公钥和密钥统称为密钥对（key pair）
4、由公钥加密的密文，必须使用与该公钥对应的私钥才能解密
5、由私钥加密的密文，必须使用与该私钥对应的公钥才能解密
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解决密钥配送问题
*由消息的接受者，生成一堆公钥、私钥
*将公钥发送给消息的发送者
*消息的发送者使用公钥加密消息
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RSA
*目前使用最广泛的公钥密码算法是RSA
*RSA的名字，是由它的3位开发者的姓氏首字母组成
混合密码系统（Hyrid Cryptosystem）
对称密码的缺点：不能很好的解决密钥配送问题
公钥密码的缺点：加解密速度比较慢
混合密码系统，是将对称密码和公钥密码的优势相结合的方法
*解决了公钥密码速度的问题
*通过公钥密码解决了对称密码的密钥配送问题
网络上的密码通信所用的SSL/TLS都运用了混合密码系统
混合密码-加密
会话密钥（session key）
*为本次通信随机生成的临时密钥
*作为对称密码的密钥，用于加密消息，提升速度
加密步骤（发送消息）
1、首先，消息发送者要拥有消息发送者的公钥
2、会话生成密钥，作为对称密码的密钥，加密消息
3、用消息接受者的公钥，加密会话密钥
4、将前2步生成的加密结果，一并发给消息接受者
#######发出去的内容包括
*用会话密钥加密的消息（对称密码）
*用公钥加密的会话密钥（公钥密码）
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混合密码-解密
解密步骤（收到消息）
*消息接受者用自己的私钥解密出会话密钥
*再用第一步解密出来的会话密钥，解密消息
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混合密码-加解密流程
A>>>>>>>>>B
发送过程，加密过程
*B先生成一对公钥、私钥
*B把公钥共享给A
*A随机生成一个会话密钥（临时密钥）
*A用会话密钥加密需要发送的消息（使用的是对称密码加密）
*A用B的公钥加密会话密钥（使用的是公钥密码加密，也就是非对称密码加密）
*A把第4、5步的加密结果，一并发送给B
接受过程，解密过程
*B利用自己的私钥解密会话密钥（使用的是公钥密码解密，也就是非对称密码解密）
*B利用会话密钥解密发送过来的消息（使用的是对称密码解密）
单项散列函数
单项散列函数，可以根据消息内容计算出散列值
散列值的长度和消息的长度无关，无论消息是1bit、10M、100G，单项散列函数都会计算出固定长度的散列值
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单项散列函数特点
*根据任意长度的消息，计算出固定长度的散列值
*计算速度快，能快速计算出散列值
*消息不同，散列值也不同
*具备单向性
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单项散列函数，又称为消息摘要函数，哈希函数
输出的散列值，也称为消息摘要、指纹
常见的几种单项散列函数
MD4/MD5
*产生128bit的散列值，MD就是Message Digest的缩写，目前已经不安全
*Mac终端上默认可以使用md5命令
SHA-1
*产生160bit的散列值，目前已经不安全
SHA-2
*SHA-256、SHA-384、SHA-512，散列值长度分别是256bit、384bit、512bit
SHA-3
*全新标准
如何防止数据被篡改
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单向散列函数的应用 – 防止数据被篡改
https://www.realvnc.com/en/connect/download/vnc/
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单向散列函数的应用 – 口令加密
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数字签名
想想一下
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A发的内容有可能是被篡改的，或者有人伪装成A发消息，或者就是A发的，但她可以否认
问题来了：B如何确定这段消息的真实性？如何识别篡改、伪装、否认？
解决方案
数字签名
在数字签名技术中，有以下2种行为
*生成签名:由消息的发送者完成，通过“签名密钥”生成
*验证签名:由消息的接收者完成，通过“验证密钥”验证
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在公钥密码中，任何人都可以使用公钥进行加密
思考
如何能保证这个签名是消息发送者自己签的？
答案
用消息发送者的私钥进行签名
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在数字签名中，任何人都可以使用公钥验证签名
数字签名和公钥密码
数字签名，其实就是将公钥密码反过来使用
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数字签名的过程
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数字签名的过程-改进
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数字签名-疑惑
思考一下
如果有人篡改了文件内容或者签名内容，会是什么结果？
结果是：签名验证失败，证明内容会篡改
数字签名不能保证机密性？
数字签名的作用不是为了保证机密性，仅仅是为了能够识别内容有没有被篡改
数字签名的作用
确认消息的完整性
识别消息是否被篡改
防止消息发送人否认
数字签名无法解决的问题
要正确使用签名，前提是
用于验证签名的公钥必须属于真正的发送者
如果遭遇了中间人攻击，那么
公钥将是伪造的
数字签名将失效
所以在验证签名之前，首先得先验证公钥的合法性
如何验证公钥的合法性？
证书
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证书（Certificate）
证书，联想的是驾驶证、毕业证、英语四六级证等等，都是由权威机构认证的
密码学中的证书，全称叫公钥证书（Public-key Certificate，PKC），跟驾驶证类似
里面有姓名、邮箱等个人信息，以及此人的公钥
并由认证机构（Certificate Authority，CA）施加数字签名
CA就是能够认定“公钥确实属于此人”并能够生成数字签名的个人或者组织
有国际性组织、政府设立的组织
有通过提供认证服务来盈利的企业
个人也可以成立认证机构
证书的利用
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证书的注册和下载
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总结
加密解密算法
对称加密
- 加解密用同一个密钥
- 加解密速度快
- 无法解决密钥配送问题
公钥密码
- 加解密是不同的密钥
- 加密速度慢
- 解决密钥配送问题
单向散列函数
- 根据消息生成固定的长度的散列值
- 防止消息被篡改
数字签名
- 用私钥加密消息的散列值，生成密文
证书
- 利用CA的私钥对其他人的公钥生成数字签名
iOS签名机制
OS签名机制的作用
保证安装到用户手机上的APP都是经过Apple官方允许的
不管是真机调试，还是发布APP，开发者都需要经过一系列复杂的步骤
生成CertificateSigningRequest.certSigningRequest文件
获得ios_development.cer\ios_distribution.cer证书文件
注册device、添加App ID
获得*.mobileprovision文件
对于真机调试，现在的Xcode已经自动帮开发者做了以上操作
思考
每一步的作用是什么？
.certSigningRequest、.cer、.mobileprovision文件究竟里面包含了什么？有何用处？
iOS签名机制-流程图
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iOS签名机制 – 生成Mac设备的公私钥
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CertificateSigningRequest.certSigningRequest文件
就是Mac设备的公钥
iOS签名机制 – 获得证书
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ios_development.cer、ios_distribution.cer文件
利用Apple后台的私钥，对Mac设备的公钥进行签名后的证书文件
iOS签名机制 – 生成mobileprovision
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- CertificateSigningRequest.certSigningRequest文件
就是Mac设备的公钥 - .cer文件 证书是苹果私钥，对Mac公钥进行数字签名
- . mobileprovision 利用苹果私钥，对[.cer证书+devices+AppId+entitlement权限]，进行数字签名
iOS签名机制 – 安全检测
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iOS签名机制 - AppStore
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重签名
如果希望将破坏了签名的安装包，安装到非越狱手机上，需要对安装包进行重签名的操作
注意：
安装包中的可执行文件必须经过脱壳，重签名才会有效
.app包内部的所有动态库(.framework、.dylib)、AappExtension(Plugins文件夹，拓展名是appex)、WatchApp（Watch文件夹）都需要重新签名
重签名打包后，安装到设备的过程中，可能需要经常查看设备的日志信息
*程序运行过程中：Window->Devices and Simulators ->View Device Logs
*程序安装过程中：Window->Devices and Simulators ->Open Console
重签名步骤
准备一个embedded.mobileprovision（必须是付费证书产生的，appid、device一定要匹配），并放入.app包中
*可以通过Xcode自动生成，然后再编译后的APP包中找到
*可以去开发者证书网站生成下载
从embedded.mobileprovision文件中提取出entitlements.plist权限文件
*security cms -D -i embedded.mobileprovision > temp.plist
*/usr/libexec/PlistBuddy -x -c 'Print :Entilements' temp.plist > entilements.plist
查看可用证书
*security find-identity -v -p codesigning
对.app内部的动态库、AppExtension等进行签名
*codesign -fs 证书ID xxx.dylib
对.app包进行签名
*codesign -fs 证书ID --entitlements entitlements.plist xxx.app
重签名GUI工具
1、iOS App Signer
https://github.com/DanTheMan827/ios-app-signer
可以对.app重签名打包成ipa
需要再.app包中提供对应的embedded.mobileprovision文件
2、iReSign
https://github.com/maciekish.iResign
可以对ipa进行重签名
需要提供entitlements.plist、embedded.mobileprovision文件的路径
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