iOS进阶学习-网络之数据安全

一、数据安全

　　

　　1、术语：

• 密钥：密钥是一种参数，它是在明文转换为密文或将密文转换为明文的算法中输入的参数。密钥分为对称密钥与非对称密钥（也可以根据用途来分为加密密钥和解密密钥）。
• 明文：没有进行加密，能够直接代表原文含义的信息。
• 密文：经过加密处理处理之后，隐藏原文含义的信息。
• 加密：将明文转换成密文的实施过程。
• 解密：将密文转换成明文的实施过程。

　　2、数据安全

• 数据安全：是一种主动的包含措施，数据本身的安全必须基于可靠的加密算法与安全体系，主要是有对称算法与公开密钥密码体系两种（非对称算法），都包含了数据的加密和解密过程
• 对称算法：对称密码算法有时又叫传统密码算法，是指加密密钥可以从解密密钥中推算出来，反过来也成立。
• 非对称算法：非对称密钥也叫公开密钥加密，就是不能由其中一个密钥推导出另一个密钥。
• 加密算法有很多种，在iOS开发当中，MD5是我们常用的摘要算法。

二、MD5加密

　　1、哈希算法：

• 哈希算法：哈希算法将任意长度的二进制值映射为较短的固定长度的二进制值，这个小的二进制值称为哈希值。
• 哈希值是一段数据唯一且极其紧凑的数值表示形式。数据的哈希值可以检验数据的完整性。一般用于快速查找和加密算法。
• 典型的的哈希算法有：MD2、MD4、MD5 和 SHA-1等。

　　2、MD5：

• MD5：Message Digest Algorithm MD5（中文名为消息摘要算法第五版）为计算机安全领域广泛使用的一种散列函数，用以提供消息的完整性保护。
• MD5算法具有以下特点：
• 压缩性：任意长度的数据，算出的MD5值长度都是固定的（16进制，32位）。
• 容易计算：从原数据计算出MD5值很容易。
• 抗修改性：对原数据进行任何改动，哪怕只修改1个字节，所得到的MD5值都有很大区别。
• 强抗碰撞：已知原数据和其MD5值，想找到一个具有相同MD5值的数据（即伪造数据）是非常困难的。

　　3、获取字符串MD5值：引入<CommonCrypto/CommonCrypto.h>、获取字符串的MD5值。

　　代码示例：

    // 1.准备一个字符串用于加密(同一个字符串进行MD5加密出来的内容类似)
    NSString *str = @"I Love you";
    // 2.因为MD5是基于C语言的,所以需要将字符串进行编码
    const char *data = [str UTF8String];
    // 3.使用字符串数组去存取加密后相关的内容(MD5 16进制,32位)
    // CC_MD5_DIGEST_LENGTH 表示长度
    unsigned char result [CC_MD5_DIGEST_LENGTH];
    // 4.进行MD5加密
    // 参数1:需要加密的内容
    // 参数2:要加密的data的一个长度
    // 参数3:存储加密结果的数组(MD5)
    CC_MD5(data, (CC_LONG)strlen(data), result);
    // 5.创建可变字符串,保存结果
    NSMutableString *mStr = [NSMutableString string];
    // 6.遍历结果数组,然后添加到可变字符串中
    for (int i = 0; i < CC_MD5_DIGEST_LENGTH; i++) {
        [mStr appendFormat:@"%02x", result[i]];
    }

　　4、获取其它对象MD5值：引入<CommonCrypto/CommonCrypto.h>、将其它对象转化为NSData对象（可以将对象事先写入文件）、读取NSData对象的MD5值。
　　代码示例：（以数组为例）

　　// 需求:创建一个数组,数组中存储元素,将这个数组写入到沙盒里
    // 创建数组
    NSArray *array = @[@"Jack", @"Rose"];
　　// 找沙盒路径
    NSString *path = [NSSearchPathForDirectoriesInDomains(NSDocumentDirectory, NSUserDomainMask, YES) objectAtIndex:0];
    // 拼接路径
    NSString *arrayPath = [path stringByAppendingPathComponent:@"array.plist"];
    // 写入
    [sender writeToFile:arrayPath atomically:YES];
    
    // 从沙盒中取出NSData数据
    NSData *data = [NSData dataWithContentsOfFile:arrayPath];
   
    
    // NSData类型数据加密过程
    // 1.创建MD5对象
    CC_MD5_CTX md5;
    
    // 2.初始化MD5对象
    CC_MD5_Init(&md5);
    
    // 3.准备开始进行数据加密
    CC_MD5_Update(&md5, data.bytes, (CC_LONG)data.length);
    
    // 4.结束MD5加密
    // 准备一个字符串数组用来存储结果
    unsigned char result[CC_MD5_DIGEST_LENGTH];
    CC_MD5_Final(result, &md5);
    // 5.获取结果
    NSMutableString *mStr = [[NSMutableString alloc] initWithCapacity:CC_MD5_DIGEST_LENGTH];
    // 遍历数组给可变字符串赋值
    for (int i = 0; i< CC_MD5_DIGEST_LENGTH; i++) {
        [mStr appendFormat:@"%02x", result[i]];
    }
　　NSLog(@"%@", mStr);

　　注：

• 哈希算法是一种摘要算法，主要作用是用来获取数据的摘要。严格意义上来说不属于加密算法（因为没有解密过程）
• 获取字符串的MD5值比较简单，其它对象可以先转化成NSData对象再进行操作
• 可以根据路径直接获取文件数据，也可以将对象写入文件件后获取为NSData对象
• iOS同样支持SHA1、base64、AES、钥匙串等方式加密数据

三、钥匙串加密

　　1、钥匙串简介：钥匙串：（英文：Keychain）是苹果公司Mac OS中的密码管理系统。它在Mac OS 8.6中和iOS7之后被导入，并且包括在了所有后续的各版本中。一个钥匙串可以包含多种类型的数据：密码（包括网站，FTP服务器，SSH帐户，网络共享，无线网络，群组软件，加密磁盘镜像等），私钥，电子证书和加密笔记等。

　　2、钥匙串加密：

• 苹果 iOS 和 Mac OS X 系统自带了一套敏感信息保存方案："钥匙串" (Keychain)。
• 保存在钥匙串的内容相当于系统对其做了保护，在设备锁定时进行了加密处理。
• 钥匙串中的条目称为SecItem，但它是存储在CFDictionary中的。SecItemRef类型并不存在。SecItem有五类：通用密码互联网密码、证书、密钥和身份。在大多数情况下，我们用到的都是通用密码。
• 钥匙串的使用和字典非常的相似。
• 用原生的 Security.framework 就可以实现钥匙串的访问、读写。但是只能在真机上进行。通常我们使用KeychainItemWrapper（github下载地址）来完成钥匙串的加密。

　　3、钥匙串的使用：

• 拷贝钥匙串类到工程中
• 引入标准头文件
• 生成钥匙串对象
• 存储加密的数据
• 获得钥匙串对象
• 获取加密的数据
• 代码示例：

    // 首先需要导入钥匙串的第三方KeychainItemWrapper.h/m
    // 创建钥匙串对象
    // 参数1:标识,用于识别后面加密的内容(回传标识符)
    // 参数2:分组,一般为nil
    KeychainItemWrapper *keychainItem = [[KeychainItemWrapper alloc] initWithIdentifier:identifier accessGroup:nil];
    // 常用与加密用户名和密码
    // 系统提供的键值对中的两个键,非系统的键是没法添加到字典中的
    id kUserName = (__bridge id)kSecAttrAccount;
    id kPasswordName = (__bridge id)kSecValueData;
    [keychainItem setObject:@"user" forKey:kUserName];
    [keychainItem setObject:@"123456" forKey:kPasswordName];
    // 通过相同的标识创建的钥匙串中具有相同的数据
    KeychainItemWrapper *keychainItem2 = [[KeychainItemWrapper alloc] initWithIdentifier:identifier accessGroup:nil];
    NSString *name = [keychainItem objectForKey:kUserName];
    NSString *pwd = [keychainItem2 objectForKey:kPasswordName];
    NSLog(@"%@, pwd = %@", name, pwd);

　　4、注意：

• 引入的头文件是MRC模式的,需要进行混编
• 获取对象的时候Identify必须一致
• 非系统key值是无法添加到字典中的

四、公钥加密

　　1、公钥加密简介：

• 公钥加密也叫非对称加密。
• 常用算法有RSA、ElGamal、背包算法、Rabin等等,IOS中用的最多的是RSA（github下载地址）。
• iOS 使用 RSA 加密, 只需要公钥。
• 首先需要引入第三方RSA.h。

　　2、公钥加密：（公钥和私钥的具体生成方法）

//公钥和私钥都是使用证书生成的，并非我们自定义字符串就可以。我们使用的是生成好的公钥和私钥
//其中-----BEGIN PUBLIC KEY-----和-----END PUBLIC KEY-----不属于密钥部分
//公钥：iOS客户端使用，我们拿到手公钥以后，只需要根据公钥处理数据就可以
    // 获取公钥的数据
    NSString *publicKey = @"-----BEGIN PUBLIC KEY-----MIGfMA0GCSqGSIb3DQEBAQUAA4GNADCBiQKBgQDfzVL2ZaZvmSGAl6j3Fxsn1aqYq1gbDhQGZIeLxDwh5FVNdIvGIFe/S3wlTIO8lHlc9IACD894GG6Aqlfs24oTgKeHGCIiaBKB7x3g458/GbwSiOryUnVxJKFkV+lKB9TlJJW4egcHieiN/m1xKnlKmRsGlTJYyoY7Nhihyc8HAQIDAQAB-----END PUBLIC KEY-----";
    // 创建字符串
    NSString *testStr = @"加密示例";
    // 创建存储公钥的字符串，加密
    NSString *encPublicKey = [RSA encryptString:testStr publicKey:publicKey];
    NSLog(@"encpublic = %@", encPublicKey);

　　3、私钥解密：（私钥解密的字符串需要由JAVA后台提供，）

 // 私钥:用于解密数据的.注意:不能泄露,否则数据不安全!
    NSString *privateKey = @"-----BEGIN PRIVATE KEY-----MIICeAIBADANBgkqhkiG9w0BAQEFAASCAmIwggJeAgEAAoGBAN/NUvZlpm+ZIYCX  qPcXGyfVqpirWBsOFAZkh4vEPCHkVU10i8YgV79LfCVMg7yUeVz0gAIPz3gYboCqV+zbihOAp4cYIiJoEoHvHeDjnz8ZvBKI6vJSdXEkoWRX6UoH1OUklbh6BweJ6I3+bXEqeUqZGwaVMljKhjs2GKHJzwcBAgMBAAECgYEAjPJIv3kBOuNb4BqjhQn+RjYgfIncsR1Kq0QAwZtSq52bw24U4TBZUtZ9Vxg7FzcCv/IT9Dh01xO79DhTq44QBE7Gkxy9sLK/uKo6ffnYxWxx0/l6yWtPLiwRfzvI1BInnxf24UOn/Qe1wZPBG305y3es2mdIem5Kko7SVHqtLYECQQDzd4cxIYcOZIyVWjTCIpwC6w45yRbndBbpt4GpgOZ6    hGQ8eeFHpZjLnJgHWISnCvCG76PWBFG+4fwewL7/5mNJAkEA61Klr4wnMCUyrkjAPK+pt9yQLb71qoobendLFd1BoYL1fZNar3ntkq0bp4AB+MkwS2dZvXAJKXTtyw9fBH/N+QJBAKwXbOP5gvFVeVmIbYpb1FLrux51WU8464lAQNKDXmZzdjaZH/f4wUwK4BsxInLAdMusT+5TF0UJj6BdNaTEQKECQ+duJLt7BwM2tVzORrOfKwMgEwRYMpSSb8dFl9lNtuEkUIIqAfrxwuv5XGeMEf0BcasMfdoDSKLW3aENLjHV5kCQQC4FJK6    nB02fK7f1co1254OlaYHDmD7NErYAazqeT+KVHZjV76rO6BGeldy+SnXTzLrWGbIjxgYr1bFTXL+0AI/-----END PRIVATE KEY-----";
    // 创建存储私钥的字符串
    NSString *result = @"";// 经过加密之后需要把加密的内容传送给后台,此时后台会给你返回一个字符串
    // 参数1:由java后台提供
    // 参数2:私钥
    NSString *encPrivateKey = [RSA decryptString:result privateKey:privateKey];
    NSLog(@"(PHP enc)encPrivate = %@", encPrivateKey);

五、KVO

　　1、KVO简介：

• KVO：（Key-Value-Observer）键值观察者，是观察者设计模式的一种具体实现。
• KVO触发机制：一个对象（观察者），监测另一对象（被观察者）的某属性是否发生变化，若被监测的属性发生的更改，会触发观察者的一个方法（方法名固定，类似代理方法）。

　　2、KVO使用步骤：

• 注册观察者（为被观察者指定观察者以及被观察属性）?；
• 实现回调方法?；
• 触发回调方法（被观察属性发生更改）；
• 移除观察者。
• 代码示例：

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    // Do any additional setup after loading the view, typically from a nib.
     // 第一步:注册观察者        //参数1:添加的观察者对象        //参数2:字符串标识的key        //参数3:什么时候回触发添加观察者对象        //NSKeyValueObservingOptionNew key和value只要有一个更新的时候就会触发        //NSKeyValueObservingOptionOld         //NSKeyValueObservingOptionInitial        //NSKeyValueObservingOptionPrior        //参数4:文本内容 一般为nil
    
    [self addObserver:self forKeyPath:@"array" options:NSKeyValueObservingOptionNew context:nil];
}
// 视图将要消失的时候
- (void)viewWillDisappear:(BOOL)animated
{
    // 在不需要观察者的时候
    [self removeObserver:self forKeyPath:@"array"];
}
// 第二步:实现回调方法
- (void)observeValueForKeyPath:(NSString *)keyPath ofObject:(id)object change:(NSDictionary<NSString *,id> *)change context:(void *)context
{
    NSLog(@"keyPath = %@",keyPath);
    NSLog(@"object = %@", object);
    NSLog(@"change = %@", change);
    // 可以进行刷新UI的操作
    
}
// 第三步:触发可变数组进行改变
- (void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event
{
    NSArray *subArr = @[@"1", @"2", @"3"];
    // 根据keyPath获取到可变数据对象,setArray给可变数组对象设置数据
    [[self mutableArrayValueForKeyPath:@"array"] setArray:subArr];
    NSLog(@"subArr = %@", [self mutableArrayValueForKeyPath:@"array"]);
}