Android 常用加密算法

数字签名：

简单来说就是提供可鉴别的数字信息验证自身身份的一种方式。一套数字签名通常定义两种互补的运算，一个用于签名，另一个用于验证。分别又发送者持有能够代表自己身份的私钥（不可泄漏），由接受者持有与私钥对应的公钥，能够在接受到来自发送者信息时用于验证身份。

对称加密

加密和解密密钥相同，加解密过程可逆

DES

Data Encryption Standard，数据加密算法

Key：8字节

Data：8字节，数据

Mode：DES工作模式，有ECB（电子密码本模式）、CBC（加密分组链接模式）、CFB（加密反馈模式）、OFB（输出反馈模式）、CTR（计数器模式）；NoPadding（不填充）、Zeros填充（0填充）、PKCS5Padding填充

示例：

@SuppressLint("GetInstance")
fun desEncrypt(content: ByteArray, pwd: ByteArray): ByteArray {
    val random = SecureRandom()
    val desKey = DESKeySpec(pwd)
    val keyFactory = SecretKeyFactory.getInstance("DES")
    val secureKey = keyFactory.generateSecret(desKey)
    val cipher = Cipher.getInstance("DES")
    cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secureKey, random)
    return cipher.doFinal(content)
}

@SuppressLint("GetInstance")
fun desDecrypt(content: ByteArray, pwd: ByteArray): ByteArray {
    val random = SecureRandom()
    val desKey = DESKeySpec(pwd)
    val keyFactory = SecretKeyFactory.getInstance("DES")
    val secureKey = keyFactory.generateSecret(desKey)
    val cipher = Cipher.getInstance("DES")
    cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, secureKey, random)
    return cipher.doFinal(content)
}

3DES

Triple DES，三重数据加密算法，相当于是对每个数据块应用三次数据加密标准（DES）算法，加长了密钥长度

fun tripleDesEncrypt(data: ByteArray, key: ByteArray): ByteArray {
    val desKey = DESedeKeySpec(key)
    val keyFactory = SecretKeyFactory.getInstance("desede")
    val secureKey = keyFactory.generateSecret(desKey)
    val cipher = Cipher.getInstance("desede/ECB/PKCS5Padding")
    cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secureKey)
    return cipher.doFinal(data)
}

fun tripleDesDecrypt(data: ByteArray, key: ByteArray): ByteArray {
    val desKey = DESedeKeySpec(key)
    val keyFactory = SecretKeyFactory.getInstance("desede")
    val secureKey = keyFactory.generateSecret(desKey)
    val cipher = Cipher.getInstance("desede/ECB/PKCS5Padding")
    cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, secureKey)
    return cipher.doFinal(data)
}

AES

Advanced Encryption Standard，高级加密标准，取代DES而出现

private const val AES_ITERATION_COUNT = 1000
private const val AES_SALT_LEN = 32  // bytes 128 / 8 --> AES 128
private const val IV = "0000000000000000"
private var salt: ByteArray  //此处的盐值需要自己保存，或者自己保存密钥

init {
    val random = SecureRandom()
    salt = ByteArray(AES_SALT_LEN)
    random.nextBytes(salt)
}

private fun getRawKey(key: CharArray): ByteArray {
    val keySpec = PBEKeySpec(key, salt, AES_ITERATION_COUNT, AES_SALT_LEN * 8)
    val keyFactory = SecretKeyFactory.getInstance("PBKDF2WithHmacSHA1")
    return keyFactory.generateSecret(keySpec).encoded
}

fun aesEncrypt(data: ByteArray, key: CharArray, iv: ByteArray): ByteArray {
    val cipher = Cipher.getInstance("AES/CBC/PKCS5Padding")
    val keys = getRawKey(key)
    cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, SecretKeySpec(keys, "AES"), IvParameterSpec(iv))
    return cipher.doFinal(data)
}

fun aesDecrypt(data: ByteArray, key: CharArray, iv: ByteArray): ByteArray {
    val cipher = Cipher.getInstance("AES/CBC/PKCS5Padding")
    val keys = getRawKey(key)
    cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, SecretKeySpec(keys, "AES"), IvParameterSpec(iv))
    return cipher.doFinal(data)
}

由于AES在Android N开始，移除了"SHA1PRNG"算法和"Crypto"provider，不能通过这两者来获取随机数进而获取密钥，所以在N后的系统运行都会出错，官方推荐使用以上的方式 Security “Crypto” provider deprecated in Android N ，获取密钥。

也可以采用一些第三方的库或者自己实现CryptoProvider类——>参考Android AES加解密（兼容Android7.0），或者直接用密码作为key（这种方式需要保证password为16位）

fun aesEncrypt(data: ByteArray, key: ByteArray, iv: ByteArray): ByteArray {
    val cipher = Cipher.getInstance("AES/CBC/PKCS5Padding")
    cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, SecretKeySpec(key, "AES"), IvParameterSpec(iv))
    return cipher.doFinal(data)
}

fun aesDecrypt(data: ByteArray, key: ByteArray, iv: ByteArray): ByteArray {
    val cipher = Cipher.getInstance("AES/CBC/PKCS5Padding")
    cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, SecretKeySpec(key, "AES"), IvParameterSpec(iv))
    return cipher.doFinal(data)
}

非对称加密

加密和解密密钥不同

RSA

目前最有影响力的公钥加密算法，能抵抗目前已知所有密码攻击

公钥私钥对
DSA

Schnorr和ElGamal签名算法的变种，被美国NIST作为DSS(DigitalSignature Standard)。它是一种公开密钥算法，用作数字签名。DSA加密算法使用公开密钥，为接受者验证数据的完整性和数据发送者的身份，它也可用于由第三方去确定签名和所签数据的真实性
ECC

它比其他的方法使用 更小的密钥，比如 RSA 加密算法，提供 相当的或更高等级 的安全级别。不过一个缺点是 加密和解密操作 的实现比其他机制 时间长 (相比 RSA 算法，该算法对 CPU 消耗严重)

其他散列算法

摘要算法，不可逆过程，经过算法运算后都是生成固定长度的数据，使用16进行进行显示

SHA-1

160位摘要，强度更高

val shaDigest = MessageDigest.getInstance("SHA-1")
shaDigest.update(bytes)
return shaDigest.digest()

MD5

1228位摘要，速度更快

val shaDigest = MessageDigest.getInstance("MD5")
shaDigest.update(bytes)
return shaDigest.digest()

其他摘要算法类似

对比

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-EaVUN3bI-1586740512222)(https://raw.githubusercontent.com/MinorPeng/Image/master/android_encryption_compare.png)]

参考

hesheng1024

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