高级加密标准（英语：Advanced Encryption Standard，缩写：AES），在密码学中又称Rijndael加密法，是美国联邦政府采用的一种区块加密标准。
iOS开发之Objective-c的AES加密和解密算法的实现
Rijndael密码的设计力求满足以下3条标准：
1. 抵抗所有已知的攻击。
2. 在多个平台上速度快，编码紧凑。
3. 设计简单。
当前的大多数分组密码，其轮函数是Feistel结构。Rijndael没有这种结构。
1.NSData加密
NSData+AES256.h中
#import <Foundation/Foundation.h>
#import <CommonCrypto/CommonDigest.h>
#import <CommonCrypto/CommonCryptor.h>
@interface NSData (AES256)
-(NSData *) aes256_encrypt:(NSString *)key;
-(NSData *) aes256_decrypt:(NSString *)key;
@end
NSData+AES256.m中
#import "NSData+AES256.h"
@implementation NSData (AES256)
// 加密
- (NSData *)aes256_encrypt:(NSString *)key{
char keyPtr[kCCKeySizeAES256 + 1];
bzero(keyPtr, sizeof(keyPtr));
[key getCString:keyPtr maxLength:sizeof(keyPtr) encoding:NSUTF8StringEncoding];
NSUInteger dataLength = [self length];
size_t bufferSize = dataLength + kCCBlockSizeAES128;
void *buffer = malloc(bufferSize);
size_t numBytesEncrypted = 0;
// CCCryptorStatus cryptStatus1 = CCCrypt(<#CCOperation op#>, <#CCAlgorithm alg#>, <#CCOptions options#>, <#const void *key#>, <#size_t keyLength#>, <#const void *iv#>, <#const void *dataIn#>, <#size_t dataInLength#>, <#void *dataOut#>, <#size_t dataOutAvailable#>, <#size_t *dataOutMoved#>)
CCCryptorStatus cryptStatus = CCCrypt(kCCEncrypt, kCCAlgorithmAES128, kCCOptionPKCS7Padding | kCCOptionECBMode, keyPtr, kCCBlockSizeAES128, NULL, [self bytes], dataLength, buffer, bufferSize, &numBytesEncrypted);
if (cryptStatus == kCCSuccess) {
return [NSData dataWithBytesNoCopy:buffer length:numBytesEncrypted];
}
free(buffer);
return nil;
}
// 解密
- (NSData *)aes256_decrypt:(NSString *)key{
char keyPtr[kCCKeySizeAES256+1];
bzero(keyPtr, sizeof(keyPtr));
[key getCString:keyPtr maxLength:sizeof(keyPtr) encoding:NSUTF8StringEncoding];
NSUInteger dataLength = [self length];
size_t bufferSize = dataLength + kCCBlockSizeAES128;
void *buffer = malloc(bufferSize);
size_t numBytesDecrypted = 0;
CCCryptorStatus cryptStatus = CCCrypt(kCCDecrypt, kCCAlgorithmAES128,
kCCOptionPKCS7Padding | kCCOptionECBMode,
keyPtr, kCCBlockSizeAES128,
NULL,
[self bytes], dataLength,
buffer, bufferSize,
&numBytesDecrypted);
if (cryptStatus == kCCSuccess) {
return [NSData dataWithBytesNoCopy:buffer length:numBytesDecrypted];
}
free(buffer);
return nil;
}
@end
2.NSString加密
NSString+AES256.h中
#import <Foundation/Foundation.h>
#import <CommonCrypto/CommonDigest.h>
#import <CommonCrypto/CommonCryptor.h>
#import "NSData+AES256.h"
@interface NSString (AES256)
-(NSString *) aes256_encrypt:(NSString *)key;
-(NSString *) aes256_decrypt:(NSString *)key;
@end
NSString+AES256.m中
#import "NSString+AES256.h"
@implementation NSString (AES256)
// 加密
- (NSString *) aes256_encrypt:(NSString *)key{
const char *cstr = [self cStringUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding];
NSData *data = [NSData dataWithBytes:cstr length:self.length];
//对数据进行加密
NSData *result = [data aes256_encrypt:key];
//转换为2进制字符串
if (result && result.length > 0) {
Byte *datas = (Byte*)[result bytes];
NSMutableString *output = [NSMutableString stringWithCapacity:result.length * 2];
for(int i = 0; i < result.length; i++){
[output appendFormat:@"%02x", datas[i]];
}
return output;
}
return nil;
}
// 解密
-(NSString *) aes256_decrypt:(NSString *)key{
//转换为2进制Data
NSMutableData *data = [NSMutableData dataWithCapacity:self.length / 2];
unsigned char whole_byte;
char byte_chars[3] = {'\0','\0','\0'};
int i;
for (i=0; i < [self length] / 2; i++) {
byte_chars[0] = [self characterAtIndex:i*2];
byte_chars[1] = [self characterAtIndex:i*2+1];
whole_byte = strtol(byte_chars, NULL, 16);
[data appendBytes:&whole_byte length:1];
}
//对数据进行解密
NSData* result = [data aes256_decrypt:key];
if (result && result.length > 0) {
return [[NSString alloc] initWithData:result encoding:NSUTF8StringEncoding];
}
return nil;
}
@end
3.加密、解密的使用
NSString *userName = @"userName:Coder_Sun";
NSLog(@"加密前的字符串：%@",userName);
NSString *string = [userName aes256_encrypt:@"Coder"];
NSLog(@"加密后的字符串：%@",string);
NSLog(@"%lu",(unsigned long)string.length); // 打印加密后的字符串的位数
NSString *string1 = [string aes256_decrypt:@"Coder"];
NSLog(@"解密后的字符串：%@",string1);
上述代码打印结果
代码已经上传至git：
--> 传送门：https://github.com/272095249/AES.git
补充：
加密算法原理：
AES算法基于排列和置换运算。排列是对数据重新进行安排，置换是将一个数据单元替换为另一个。AES 使用几种不同的方法来执行排列和置换运算。
AES是一个迭代的、对称密钥分组的密码，它可以使用128、192 和 256 位密钥，并且用 128 位（16字节）分组加密和解密数据。与公共密钥密码使用密钥对不同，对称密钥密码使用相同的密钥加密和解密数据。通过分组密码返回的加密数据的位数与输入数据相同
加密模式：
| 加密模式 | 优点 | 缺点 |
| ------------- |::-------------:|: -------------:|
| ECB模式 | <ol><li>简单</li><li> 有利于并行计算</li><li>误差不会被传送</li></ol>|<ol><li>不能隐藏明文的模式</li><li> 可能对明文进行主动攻击</li></ol>|
| CBC模式 | <ol><li>不容易主动攻击,安全性好于ECB,适合传输长度长的报文,是SSL、IPSec的标准</li><ol> |<ol><li>不利于并行计算</li><li>误差传递</li><li>需要初始化向量IV</li></ol>|
| CFB模式 | <ol><li>隐藏了明文模式</li><li>分组密码转化为流模式</li><li>可以及时加密传送小于分组的数据</li></ol>|<ol><li>不利于并行计算</li><li>误差传送：一个明文单元损坏影响多个单元</li><li>唯一的IV</li>|
| ofb模式 |<ol><li>隐藏了明文模式</li><li>分组密码转化为流模式</li><li>可以及时加密传送小于分组的数据</li></ol>|<ol><li>不利于并行计算</li><li>对明文的主动攻击是可能的</li><li>误差传送：一个明文单元损坏影响多个单元</li></ol>|
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