备注
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看懂了这些知识以后对理解Https和app签名很有用。
iOS App 签名的原理
Base64 编码
- 说明
- HTTP将Base64编码用于基本的认证和摘要认证；
- 其可以方便的将用户的任何输入（文本、图片、音频、视频）转换成只包含特定字符的安全格式，服务于网络通信过程。
- 特点
- 可以将任意的二进制数据进行Base64编码；
- 所有的数据都能被编码为并只用65个字符就能表示的文本文件；
- 编码后的65个字符包括 AZ，az，0~9，+，/，=;
- 对文件或字符串进行Base64编码后将比原始大小增加33%；
- 能够逆运算；
- 不够安全，但却被很多加密算法作为编码方式。
如下图：
常见的安全处理机制
- 单向散列函数 MD5、SHA1、SHA256、SHA512等；
- 消息认证码 HMAC-MD5、HMAC-SHA1
- 对称加密 DES、3DES、AES（高级加密标准）
- 非对称加密 RSA
- 数字签名
- 证书
对消息加密解密的两种处理方式
- 只需保存一个值，保证该值的机密性，而不需要知道原文；
- 除了保证机密性外还需要对该值进行解密得到消息原文。
单向散列函数
- 性质
- 对任意长度的消息散列得到散列值是定长的；
- 散列计算速度快，非常高效；
- 消息不同，则散列值一定不同；
- 消息相同，则散列值一定相同；
- 具备单向性，无法逆推计算。
- 说明
- 单向散列函数也称为消息摘要函数、哈希函数或者杂凑函数；
- 单向散列函数输出的散列值又称为消息摘要或者指纹。
- 经典算法
MD4、MD5、SHA1、SHA256、SHA512等。
MD5
- MD5简单说明
- MD5是由Rivest于1991年设计的单向散列函数；
- 全称是Message Digest Algorithm 5， 译为“消息摘要算法第5版”。
- MD5的特点
- 对输入信息生成唯一的128位散列值（32个字符）
- 明文不同，则散列值一定不同；
- 明文相同，则散列值一定相同。
- 根据输出值，不能得到原始的明文，即其过程不可逆。
- MD5的应用
- 加密；
- 搜索；
- 文件完整性验证。
- 安全性
- MD5 解密网站：http://www.cmd5.com
- MD5的强抗碰撞性已经被证实攻破，即对于重要数据不应该再继续使用MD5加密。
- 可以对MD5稍作改进，增加解密难度，加盐。
对称加密
- 对称加密的特点
- 加密/解密使用相同的密钥；
- 加密和解密的过程是可逆的。
- 经典算法
- DES 数据加密标准；
- 3DES 使用3个密钥；
- AES 高级加密标准。
非对称加密
- 非对称加密的特点
- 使用公钥加密，使用私钥解密；
- 公钥是公开的，私钥保密；
- 加密处理安全，但是性能极差。
如图，
- 经典算法 - RSA
中间人攻击和数字证书
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数字证书：本质上是公钥，还包括权威CA对该公钥的数字签名
数字证书 = 公钥 + 数字签名（第三方机构签）
总结
SSL 和 TLS
"SSL": 是Secure Sockets Layer 的缩写，翻译为中文叫做安全套接字层，上世纪90年代由网景公司设计。HTTP协议在传输数据的时候是明文传输的，可能存在数据泄露（被嗅探）和篡改的问题，而SSL协议就是为了解决上述问题而提出的。
“TLS”：到了1999年，SSL因为应用广泛，已经成为互联网上的事实标准。TETF就在那年把SSL标准化。标准化之后的名称改为TLS（Transport Layer Security），中文叫做“传输层安全协议”，所以SSL和TLS可以视作同一个东西的不同阶段。
"HTTPS": = HTTP + TLS
HTTPS协议中关于SSL/TLS层握手过程的说明
阶段一：协商加密方式等参数
客户端：
- 我想要和你[服务端]进行安全通话，我这里支持的对称加密算法有DES、AES、RC5，密钥交换算法有RSA和DH，消息摘要算法有MD5和SHA1、SHA256；
服务端
- 我们使用AES-RSA-SHA256的组合方式吧；
- 服务器端证书发送给客户端，并说[这是我的证书，里面有我的信息和公钥，你拿去验证一下我的身份吧]。
该阶段双方已经协商好了加密【AES】，会话密钥交换【RSA】，消息校验【SHA256】的一套方法。
阶段二：验证证书的有效性并交换会话密钥
客户端
- 检查证书上面的信息，并通过已有的CA证书验证服务器证书的真实性，如果有误则发出警告并断开连接；
- 客户端从接收到的证书中提取出公钥；
- 生成随机数作为会话密钥，即 session key，该密钥将被在建立安全通道后用作对称加密的密钥；
- 使用提取出来的公钥加密之前生成的会话密钥，封装成一个ClientKeyExchange消息【其实就是使用公钥对会话密钥进行加密之后的密文】；
- 以后我就要使用session key对消息进行加密来和你进行通信了。
服务端
- 使用自己的私钥对收到ClientKeyExchange消息进行解密，得到会话密钥，即session key；
- 使用会话密钥加密初始化向量，如果采用的是CBC分组模式进行加密处理则需要用到初始向量；
- 加密HMAC的密钥；
- 以后我也要使用session key 对消息进行加密来和你进行通信了！
该阶段完成会话密钥session key的安全交换。
阶段三：使用会话密钥加密消息，所有的消息在安全的信道中传输
客户端
- 要发送给服务端的消息是CMsg：我的小秘密是......；
- 使用会话密钥对CMsg进行对称加密得到密文CMsg1：xxxxx；
- 把CMsg1发送给服务器端。
服务端
- 接收到客户端发送来的消息CMsg1：xxxxx；
- 使用本地的会话密钥对收到的消息CMsg1进行解密，得到原文为CMsg：我的小秘密是......；
- 对客户端的消息进行响应，要发送给客户端的消息为SMsg: 其他人不会听到的，我也有个小秘密......；
- 使用会话密钥对SMsg进行对称加密得到密文SMsg1：......；
- 把SMsg1发送给客户端。
该阶段在传输之前使用会话密钥对所有的消息进行对称加密处理。
