App安全登录之密码、通讯加密方法(MD5,Base64,RSA,AES)

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今天研究了一下关于登录密码加密的问题,下面来说说实现。

一、RSA非对称加密:

具体流程如下:截取自http://blog.csdn.net/m372897500/article/details/50905017

  • 客户端向服务器第一次发起登录请求(不传输用户名和密码)。
  • 服务器利用RSA算法产生一对公钥和私钥。并保留私钥, 将公钥发送给客户端。
  • 客户端收到公钥后, 加密用户密码, 向服务器发起第二次登录请求(传输用户名和加密后的密码)。
  • 服务器利用保留的私钥对密文进行解密,得到真正的密码。
其实这个加密还是比较简单的,不过也要注意其中的几个问题,在我使用的过程中就出现了:
1.最好要base64对生成公钥私钥进行再编码,当使用时自然也要再次使用base64解码
2.RSA对加密字符串有限定,1024最多只能加密117个字符串,需要进行一些分块,否则很容易解密失败,记录一下解决方法,生成key的方法这里就省略了,网上一堆,可以参考该文章:http://blog.csdn.net/centralperk/article/details/8558678
/**
     * 公钥加密
     *
     * @param data
     * @param publicKey
     * @return
     * @throws Exception
     */
    public static String encryptByPublicKey(String data, RSAPublicKey publicKey)
            throws Exception {
        Cipher cipher = Cipher.getInstance("RSA");
        cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, publicKey);
        // 模长
        int key_len = publicKey.getModulus().bitLength() / 8;
        // 加密数据长度 <= 模长-11
        String[] datas = splitString(data, key_len - 11);
        String mi = "";
        //如果明文长度大于模长-11则要分组加密
        for (String s : datas) {
            mi += bcd2Str(cipher.doFinal(s.getBytes()));
        }
        return mi;
    }

    /**
     * 私钥解密
     *
     * @param data
     * @param privateKey
     * @return
     * @throws Exception
     */
    public static String decryptByPrivateKey(String data, RSAPrivateKey privateKey)
            throws Exception {
        Cipher cipher = Cipher.getInstance("RSA");
        cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, privateKey);
        //模长
        int key_len = privateKey.getModulus().bitLength() / 8;
        byte[] bytes = data.getBytes();
        byte[] bcd = ASCII_To_BCD(bytes, bytes.length);
        System.err.println(bcd.length);
        //如果密文长度大于模长则要分组解密
        String ming = "";
        byte[][] arrays = splitArray(bcd, key_len);
        for(byte[] arr : arrays){
            ming += new String(cipher.doFinal(arr));
        }
        return ming;
    }

    public static byte[] ASCII_To_BCD(byte[] ascii, int asc_len) {
        byte[] bcd = new byte[asc_len / 2];
        int j = 0;
        for (int i = 0; i < (asc_len + 1) / 2; i++) {
            bcd[i] = asc_to_bcd(ascii[j++]);
            bcd[i] = (byte) (((j >= asc_len) ? 0x00 : asc_to_bcd(ascii[j++])) + (bcd[i] << 4));
        }
        return bcd;
    }
    public static byte asc_to_bcd(byte asc) {
        byte bcd;

        if ((asc >= '0') && (asc <= '9'))
            bcd = (byte) (asc - '0');
        else if ((asc >= 'A') && (asc <= 'F'))
            bcd = (byte) (asc - 'A' + 10);
        else if ((asc >= 'a') && (asc <= 'f'))
            bcd = (byte) (asc - 'a' + 10);
        else
            bcd = (byte) (asc - 48);
        return bcd;
    }
    /**
     * BCD转字符串
     */
    public static String bcd2Str(byte[] bytes) {
        char temp[] = new char[bytes.length * 2], val;

        for (int i = 0; i < bytes.length; i++) {
            val = (char) (((bytes[i] & 0xf0) >> 4) & 0x0f);
            temp[i * 2] = (char) (val > 9 ? val + 'A' - 10 : val + '0');

            val = (char) (bytes[i] & 0x0f);
            temp[i * 2 + 1] = (char) (val > 9 ? val + 'A' - 10 : val + '0');
        }
        return new String(temp);
    }
    /**
     * 拆分字符串
     */
    public static String[] splitString(String string, int len) {
        int x = string.length() / len;
        int y = string.length() % len;
        int z = 0;
        if (y != 0) {
            z = 1;
        }
        String[] strings = new String[x + z];
        String str = "";
        for (int i=0; i<x+z; i++) {
            if (i==x+z-1 && y!=0) {
                str = string.substring(i*len, i*len+y);
            }else{
                str = string.substring(i*len, i*len+len);
            }
            strings[i] = str;
        }
        return strings;
    }
    /**
     *拆分数组
     */
    public static byte[][] splitArray(byte[] data,int len){
        int x = data.length / len;
        int y = data.length % len;
        int z = 0;
        if(y!=0){
            z = 1;
        }
        byte[][] arrays = new byte[x+z][];
        byte[] arr;
        for(int i=0; i<x+z; i++){
            arr = new byte[len];
            if(i==x+z-1 && y!=0){
                System.arraycopy(data, i*len, arr, 0, y);
            }else{
                System.arraycopy(data, i*len, arr, 0, len);
            }
            arrays[i] = arr;
        }
        return arrays;
    }

还有就是关于密文的问题,如果你想要 每次生成不一样的密文,生成秘钥的时候使用:
RSA/None/PKCS1Padding
想要一样的密文,生成秘钥的时候使用:
RSA/NONE/NoPadding
参考文章: http://blog.csdn.net/defonds/article/details/42775183


二、MD5加盐加密:没看错,是加盐,有兴趣去度娘看看介绍,现在说说实现,例如密码为123456,此处我们规定盐值为其hashcode,即要加密的字符串为
 password + password.hashCode()
方法如下:
    /**
     * 获取十六进制字符串形式的MD5
     */
    public static String toMD5Code(byte[] bytes) {
        StringBuffer sb = new StringBuffer();
        try {
            MessageDigest md5 = MessageDigest.getInstance("MD5");
            md5.reset();
            md5.update(bytes);
            byte[] after = md5.digest();

            for (int i = 0; i < after.length; i++) {
//                int num = after[i] & 0xff;
                String hex = Integer.toHexString(0xff & after[i]);
                if (hex.length() == 1)
                    hex = "0" + hex;
                sb.append(hex);
            }
        } catch (Exception ex) {
            ex.printStackTrace();
        }
        return sb.toString();
    }

使用的时候注意,需要规范为UTF-8
String password = "123456";
String tempPwd = password + password.hashCode();
        try {
            passwordMD5 = toMD5Code(tempPwd.getBytes("UTF-8"));
        } catch (UnsupportedEncodingException e) {
            e.printStackTrace();
        }

还是很简单的,只要加密的密文和服务器加密得到结果一致,验证就会通过,注意两边一定要统一规则即可。注意MD5加密是不可逆的。

三、Base64加密:截取自http://www.tuicool.com/articles/EBBBni
// 加密传入的数据是byte类型的,并非使用decode方法将原始数据转二进制,String类型的数据 使用 str.getBytes()即可
String str = "Hello!";
// 在这里使用的是encode方式,返回的是byte类型加密数据,可使用new String转为String类型
String strBase64 = new String(Base64.encode(str.getBytes(), Base64.DEFAULT));
Log.i("Test", "encode >>>" + strBase64);
		
// 这里 encodeToString 则直接将返回String类型的加密数据
String enToStr = Base64.encodeToString(str.getBytes(), Base64.DEFAULT);
Log.i("Test", "encodeToString >>> " + enToStr);
		
// 对base64加密后的数据进行解密
Log.i("Test", "decode >>>" + new String(Base64.decode(strBase64.getBytes(), Base64.DEFAULT)));

注意下base64的问题,如下链接

4.AES256加密:这里使用的是传入16位的字符串作为秘钥。

public class AES256EncryptionUtil {
    public static final String TAG = AES256EncryptionUtil.class.getSimpleName();
    public static final String ALGORITHM = "AES/ECB/PKCS7Padding";
    private static String mPassword = "";  //秘钥字符串

    /**
     * 一次性设置password,后面无需再次设置
     * @param password
     */
    public static void setPassword(String password){
        mPassword = password;
    }

    /**
     * 生成key
     * @param password
     * @return
     * @throws Exception
     */
    private static byte[] getKeyByte(String password) throws Exception {
        byte[] seed = new byte[24];
        if(!TextUtils.isEmpty(password)) {
            seed = password.getBytes();
        }
        return seed;
    }

    /**
     * 加密
     * @param data
     * @return
     */
    public static String encrypt(String data) throws Exception{
        String string = "";
        byte[] keyByte = getKeyByte(mPassword);
        SecretKeySpec keySpec = new SecretKeySpec(keyByte,"AES"); //生成加密解密需要的Key
        byte[] byteContent = data.getBytes("utf-8");
        Cipher cipher = Cipher.getInstance(ALGORITHM, "BC");
        cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, keySpec);
        byte[] result = cipher.doFinal(byteContent);
        string = parseByte2HexStr(result);  //转成String
        return string;
    }

    /**
     * 解密
     * @param data
     * @return
     */
    public static String decrypt(String data) throws Exception{
        String string = "";
        byte[] keyByte = getKeyByte(mPassword);
        byte[] byteContent = parseHexStr2Byte(data);  //转成byte
        Cipher cipher = Cipher.getInstance(ALGORITHM, "BC");
        SecretKeySpec keySpec = new SecretKeySpec(keyByte,"AES"); //生成加密解密需要的Key
        cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, keySpec);
        byte[] decoded = cipher.doFinal(byteContent);
        string = new String(decoded);
        return string;
    }

    /**
     * 转化为String
     * @param buf
     * @return
     */
    private static String parseByte2HexStr(byte buf[]) {
        StringBuffer sb = new StringBuffer();
        for (int i = 0; i < buf.length; i++) {
            String hex = Integer.toHexString(buf[i] & 0xFF);
            if (hex.length() == 1) {
                hex = '0' + hex;
            }
            sb.append(hex.toUpperCase());
        }
        return sb.toString();
    }

    /**
     * 将16进制转换为二进制
     * @param hexStr
     * @return
     */
    private static byte[] parseHexStr2Byte(String hexStr) {
        if (hexStr.length() < 1)
            return null;
        byte[] result = new byte[hexStr.length() / 2];
        for (int i = 0; i < hexStr.length() / 2; i++) {
            int high = Integer.parseInt(hexStr.substring(i * 2, i * 2 + 1), 16);
            int low = Integer.parseInt(hexStr.substring(i * 2 + 1, i * 2 + 2), 16);
            result[i] = (byte) (high * 16 + low);
        }
        return result;
    }

AES上面的加密是根据定义的password生成的,要说为了安全起见,可以使用随机源来生成,可以改成这样:

/**
     * 加密 - 随机源
     * @param content
     * @return
     */
    public static byte[] encrypt(String content) {
        try {
            //"AES":请求的密钥算法的标准名称
            KeyGenerator kgen = KeyGenerator.getInstance("AES");
            SecureRandom sr = SecureRandom.getInstance("SHA1PRNG", "Crypto");
            sr.setSeed(tohash256Deal(mPassword));
            //256:密钥生成参数;securerandom:密钥生成器的随机源
            SecureRandom securerandom = new SecureRandom(tohash256Deal(mPassword));
            kgen.init(256, sr);
            //生成秘密(对称)密钥
            SecretKey secretKey = kgen.generateKey();
            //返回基本编码格式的密钥
            byte[] enCodeFormat = secretKey.getEncoded();
            //根据给定的字节数组构造一个密钥。enCodeFormat:密钥内容;"AES":与给定的密钥内容相关联的密钥算法的名称
            SecretKeySpec key = new SecretKeySpec(enCodeFormat, "AES");
            //创建一个实现指定转换的 Cipher对象,该转换由指定的提供程序提供。
            //"AES/ECB/PKCS7Padding":转换的名称;"BC":提供程序的名称
            Cipher cipher = Cipher.getInstance(ALGORITHM, "BC");

            cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key);
            byte[] byteContent = content.getBytes("utf-8");
            byte[] cryptograph = cipher.doFinal(byteContent);
            return Base64.encode(cryptograph,Base64.DEFAULT);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
            LogHelper.e("lenita","e en"+e.toString());
        }
        return null;
    }

    /**
     * 解密 - 随机源
     * @param cryptograph
     * @return
     */
    public static String decrypt(byte[] cryptograph) {
        try {
            KeyGenerator kgen = KeyGenerator.getInstance("AES");
            SecureRandom sr = SecureRandom.getInstance("SHA1PRNG", "Crypto");
            sr.setSeed(tohash256Deal(mPassword));
//            SecureRandom securerandom = new SecureRandom(tohash256Deal(mPassword));
            kgen.init(256, sr);
            SecretKey secretKey = kgen.generateKey();
            byte[] enCodeFormat = secretKey.getEncoded();
            SecretKeySpec key = new SecretKeySpec(enCodeFormat, "AES");
            Cipher cipher = Cipher.getInstance(ALGORITHM, "BC");
            cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key);
            byte[] content = cipher.doFinal(Base64.decode(cryptograph,Base64.DEFAULT));
            return new String(content);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
            LogHelper.e("lenita","e de ="+e.toString());
        }
        return null;
    }

上面是参考了很多资料得到的答案,最重要的就是随机源函数,如果直接new会抛出异常,所以我们要:
SecureRandom sr = SecureRandom.getInstance("SHA1PRNG", "Crypto");
sr.setSeed(tohash256Deal(mPassword));

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