App开发流程之加密工具类

科技优家 2016-09-08 18:10

从这篇记录开始，记录的都算是干货了，都是一些编程日常的积累。

我建议先将基础的工具加入项目，后续的开发效率会呈指数增长。如果在专注功能开发过程中，才发现缺少大量常用的工具，不仅会打断思路，还会拖慢开发节奏。

当然，在每个项目开始的时候，不可能将全部工具都准备充分，只能依据个人的经验来评估需要提前准备的工具。

一个好的工匠，必须要有一个好的工具箱，并且还要不断优化它。

稍微扩展一下项目架构。

1.在base目录下为项目增加“Utilities”文件夹作为工具箱，并创建“Utilities.h”头文件，在PrefixHeader.pch中引用该头文件

2.暂时先创建三个NSObject子类“StringHelper”，“ImageHelper”，“EncryptionHelper”，作为三个工具类，并加入Utilities.h的引用列表

3.在base目录下再增加两个结构“Categories”和“Libraries”，分别用于存放分类和类库

4.我进一步将类库分为了第三方类库和自创建类库

加密工具类EncryptionHelper

暂时记录了base64编码和解码，MD2、MD4、MD5、SHA1、SHA224、SHA256、SHA384、SHA512加密，AES、DES加密和解密。

1.base64编码和解码

因为使用了Google的GTMBase64类库，所以讲此类库加入第三方库目录。

此类库代码中使用了autorelease将对象加入自动释放池，在ARC的项目中，可以将用到此类代码清除。

也可以在项目Target ->Build Phases ->Compile Sources，找到GTMBase64.m，双击后，在右边输入框内输入-fno-objc-arc，将此文件移除ARC管理。

在EncryptionHelper.m中引用GTMBase64.h后，可以实现如下方法：

+ (NSString *)base64EncodeWithString:(NSString *)string
{
    NSData *data = [string dataUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding];
    
    NSString *result = [GTMBase64 stringByEncodingData:data];
    
    return result;
}

+ (NSString *)decodeBase64WithString:(NSString *)string
{
    NSData *data = [GTMBase64 decodeString:string];
    
    NSString *result = [[NSString alloc] initWithData:data encoding:NSUTF8StringEncoding];
    
    return result;
}

2.MD5加密

因为不可逆（大概可以理解为无数多解的二元一次方程），所以就只有加密算法可记录

+ (NSString *)MD5SumWithString:(NSString *)string
{
    NSData *data = [string dataUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding];
    
    uint8_t buffer[CC_MD5_DIGEST_LENGTH];

    CC_MD5(data.bytes, (CC_LONG)data.length, buffer);
    
    //如下注释代码与上述加密代码等效
//    data = [data MD5Sum];
//    Byte *buffer = (Byte *)data.bytes;
    
    NSMutableString *result = [NSMutableString stringWithCapacity:CC_MD5_DIGEST_LENGTH * 2];
    
    for(int i = 0; i < CC_MD5_DIGEST_LENGTH; i++){
        [result appendFormat:@"%02x", buffer[i]];
    }
    
    return result;
}

说明：

A.需要特别强调的一点，看到许多开发者都采用如下方法将NSString转为NSData：

const char *cstr = [string cStringUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding];

NSData *data = [NSData dataWithBytes:cstr length:string.length];

我不建议采用上述代码，经过测试，当字符串为纯英文字母、数字、符号时候，结果无异；但是当字符串包含中文时候，string.length取到的长度就有问题，因为一个中文字符转为NSData以后长度大于1，所以上述方法将导致中文转化后，内容丢失！

建议使用如下方法：NSData *data = [string dataUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding];

B.MD2、MD4、SHA1、SHA224、SHA256、SHA384、SHA512加密算法，只需要将示例代码中buffer的长度CC_MD5_DIGEST_LENGTH和加密方法CC_MD5更换为对应名称即可。

C.注释代码作用与前两行一致。不过需要引用分类NSData+CommonCrypto.h。

D.data.bytes可以强转为(Byte *)和(char *)，可以参考下述代码

E.result字符串的预留长度为CC_MD5_DIGEST_LENGTH * 2，因为buffer数组中元素类型为uint8_t（也就是unsigned char），在字符串格式化时候，以16进制形式显示两位，所以长度为2倍

F.%02x占位符表示以16进制显示两位，位数不足左边补0

3.AES、DES加密和解密

AES和DES加密过程：string -> data -> AES/DES encrypt -> base64 encode -> string;解密过程为逆向

+ (NSString *)AES256EncryptedString:(NSString *)string usingKey:(NSString *)key
{
    NSData *data = [string dataUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding];
    NSData *encryptedData = [data AES256EncryptedDataUsingKey:key error:nil];
    NSData *base64Data = [GTMBase64 encodeData:encryptedData];
    
    NSString *result = [[NSString alloc] initWithData:base64Data encoding:NSUTF8StringEncoding];
    
//    const char *buffer = (char *)base64Data.bytes;
//    result = [[NSString alloc] initWithCString:buffer encoding:NSUTF8StringEncoding];
//    result = [[NSString alloc] initWithBytes:base64Data.bytes length:base64Data.length encoding:NSUTF8StringEncoding];
  
    return result;
}

+ (NSString *)decryptedAES256String:(NSString *)string usingKey:(NSString *)key
{
    NSData *base64Data = [string dataUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding];
    NSData *decryptedData = [GTMBase64 decodeData:base64Data];
    NSData *data = [decryptedData decryptedAES256DataUsingKey:key error:nil];
    
    NSString* result = [[NSString alloc] initWithData:data encoding:NSUTF8StringEncoding];
    
    return result;
}

此处增加了一个分类NSData+CommonCrypto，并在EncryptionHelper.m中引用，提供了AES和DES加密解密算法，感兴趣的朋友可以细看。

Github地址：https://github.com/ALongWay/AESCrypt-ObjC

说明：

A.AES加密方法中，生成result字符串，罗列了3种方式

B.DES加密过程中，只需将AES256EncryptedDataUsingKey替换为DESEncryptedDataUsingKey方法

C.DES解密过程中，只需将decryptedAES256DataUsingKey替换为decryptedDESDataUsingKey方法

罗列一下测试代码输出结果：

    NSString *message = @"测试各种加密解密方法abc123+=/";
    NSString *key = @"xyz123这是key";
    
    NSString *base64Msg = [EncryptionHelper base64EncodeWithString:message];
    NSString *decodeMsg= [EncryptionHelper decodeBase64WithString:base64Msg];
    
    NSString *md5Msg = [EncryptionHelper MD5SumWithString:message];
    NSString *sha1Msg = [EncryptionHelper SHA1HashWithString:message];
    NSString *sha256Msg = [EncryptionHelper SHA256HashWithString:message];
    
    NSString *aes256Msg = [EncryptionHelper AES256EncryptedString:message usingKey:key];
    NSString *decryptedAESMsg = [EncryptionHelper decryptedAES256String:aes256Msg usingKey:key];
    
    NSString *desMsg = [EncryptionHelper DESEncryptedString:message usingKey:key];
    NSString *decryptedDESMsg = [EncryptionHelper decryptedDESString:desMsg usingKey:key];

2016-09-08 17:46:43.505 base[7128:9029057] message:测试各种加密解密方法abc123+=/; key:xyz123这是key
2016-09-08 17:46:43.506 base[7128:9029057] base64Msg:5rWL6K+V5ZCE56eN5Yqg5a+G6Kej5a+G5pa55rOVYWJjMTIzKz0v
2016-09-08 17:46:43.506 base[7128:9029057] decodeMsg:测试各种加密解密方法abc123+=/
2016-09-08 17:46:43.506 base[7128:9029057] md5Msg:55d86b31f8cf9b3007a303664237fc8d
2016-09-08 17:46:43.506 base[7128:9029057] sha1Msg:1465c756f0eb64c7cccf175022a84ecd82f8faae
2016-09-08 17:46:43.506 base[7128:9029057] sha256Msg:297050d60416bbf0a84856fc9986a2bbe8a528a75377f7e1b011c4971c884a02
2016-09-08 17:46:43.506 base[7128:9029057] aes256Msg:seDPZ6RLHavklYxJOP9uMc7QoOZXZ8DASp6YHoe40B+6QkZ9Xhtn+Ecx5tPqakor
2016-09-08 17:46:43.506 base[7128:9029057] decryptedAESMsg:测试各种加密解密方法abc123+=/
2016-09-08 17:46:43.506 base[7128:9029057] desMsg:uXGaL4ChwSJt5HoD+gU9T/9L8K4eCVFEg5MyzivJRQxBRhAvfTou2Q==
2016-09-08 17:46:43.507 base[7128:9029057] decryptedDESMsg:测试各种加密解密方法abc123+=/