IOS 逆向开发（一）密码学 RSA

1. 密码学发展简介2. 非对称加密RSA产生过程3. RSA 数学原理3.1 离散对数问题3.1.1 原根3.2 欧拉函数Φ3.3 欧拉定理3.4 公式转换3.5 迪菲赫尔曼密钥交换3.5.1 数学原理3.7 RSA的诞生3.8 RSA算法3.9 终端演练RSA加密算法3.9.1 openssl实现rsa加密 ,解密3.9.2 openssl 提取证书p12文件3.9.3 终端base64编码3.9.4 base64编码代码实现4. RSA加密代码实现4.1 RSA加密代码下载4.2加密代码讲解4.2.1 新建一个KRSACryptor单例类4.2.2 测试验证

1. 密码学发展简介

密码学是指研究信息加密，破解密码的技术科学。密码学的起源可追溯到2000年前。而当今的密码学是以数学为基础的。

发展历史

密码学的历史大致可以追溯到两千年前，相传古罗马名将凯撒大帝为了防止敌方截获情报，用密码传送情报。凯撒的做法很简单，就是对二十几个罗马字母建立一张对应表。这样，如果不知道密码本，即使截获一段信息也看不懂。从凯撒大帝时代到上世纪70年代这段很长的时间里，密码学的发展非常的缓慢，因为设计者基本上靠经验。没有运用数学原理在1976年以前，所有的加密方法都是同一种模式：加密、解密使用同一种算法。在交互数据的时候，彼此通信的双方就必须将规则告诉对方，否则没法解密。那么加密和解密的规则（简称密钥），它保护就显得尤其重要。传递密钥就成为了最大的隐患。这种加密方式被成为对称加密算法（symmetric encryption algorithm）1976年，两位美国计算机学家 迪菲（W.Diffie）、赫尔曼（M.Hellman） 提出了一种崭新构思，可以在不直接传递密钥的情况下，完成密钥交换。这被称为“迪菲赫尔曼密钥交换”算法。开创了密码学研究的新方向1977年三位麻省理工学院的数学家 罗纳德·李维斯特（Ron Rivest）、阿迪·萨莫尔（Adi Shamir）和伦纳德·阿德曼（Leonard Adleman）一起设计了一种算法，可以实现非对称加密。这个算法用他们三个人的名字命名，叫做RSA算法。

2. 非对称加密RSA产生过程

上世纪70年代产生的一种加密算法。其加密方式比较特殊，需要两个密钥：公开密钥简称公钥（publickey）和私有密钥简称私钥（privatekey）。公钥加密，私钥解密；私钥加密，公钥解密。这个加密算法就是伟大的RSA这种算法非常可靠，密钥越长，它就越难破解。根据已经披露的文献，目前被破解的最长 RSA密钥是 768 个二进制位。也就是说，长度超过 768 位的密钥，还无法破解（至少没人公开宣布）。因此可以认为，1024 位的 RSA 密钥基本安全，2048 位的密钥极其安全。

( 当然 RSA 的缺陷也很容易想到 :效率相对较低, 字节长度限制等 . 因此实际应用中我们往往会结合对称性加密一起使用 , 关键内容使用 RSA )

3. RSA 数学原理

3.1 离散对数问题

3.1.1 原根

先从一个问题开始：三的多少次方模 17 等于 12?

显然 , 对于离散对数问题 , 其正向计算得到右边 12 很简单. 但是反向运算时 , 就无从下手. 只能穷举 .

而且当模数使用质数 17 时 , 结果固定在 1 ~ 17 之间. 而当 17 这个模数足够大时 , 就算知道采用的是这个算法 , 也知道 17 这个质数和答案 , 想要再计算出来上图中这个问号值 , 可以想象到其难度和计算量有多大 .

如下图：

从上图我们可以看出，3的N次方取模17的结果是范围：从1到16的任意一个数字。这样3称为17的原根。

这样我们得出一个规律用来加密，3 的 N次方，也就是上面图的

的问号，我们可以用作N（公式中的？号）作为明文，得到密文 12 。这样即使黑客得到我们在网络中传输的密文12 ，就是他知道这个公式，他也很难反算出我们的明文 N。特别是我们把被模数17改的更大一些，如改为几百位的数字，那么黑客基本上是不可能通过这个公式反算出我们的明文的。他只能通过不断试错的暴力破解方式。

通过上面这个公式反算，计算出明文N的问题叫做离散对数问题

3.2 欧拉函数Φ

先了解一些概念

关于互质关系：如果两个正整数，除了1以外，没有其他公因数，我们就称这两个数是互质关系（coprime）。

如果一个数N是质数，那么小于N的数都会与N 这个数字互为质数。如N=5，那么1，2，3，4都与5构成互质关系，那么 Φ(5) = 4，表示有4个数与5构成互质关系。

任意给定正整数n，请问在小于等于n的正整数之中，有多少个与n构成互质关系？计算这个值的方式叫做欧拉函数，使用：Φ(n)表示 如: 计算8的欧拉函数，和8互质的 1、2、3、4、5、6、7、8，Φ(8) = 4计算7的欧拉函数，和7互质的 1、2、3、4、5、6、7，Φ(7) = 6计算56的欧拉函数，Φ(56) = Φ(8) * Φ(7) = 4 * 6 = 24

通过上面的一些推理，我们不难发现欧拉函数的特点：

欧拉函数特点一、当n是质数的时候，Φ(n)=n-1。二、如果n可以分解成两个互质的整数之积，如n=AB则：Φ(AB)=Φ(A)*Φ(B)根据以上两点得到：如果N是两个质数P1 和 P2的乘积则： Φ(N)=Φ(P1)Φ(P2)=(P1-1)(P2-1)

例如 15 = 3 * 5 ，Φ(5*3)=Φ(5)Φ(3) ， 而 Φ(5) = 4，Φ(3) = 2， 则Φ(53)=Φ(5)*Φ(3) = 4 * 2 = 8， 也就是15有8个数与它构成互质关系。

3.3 欧拉定理

欧拉定理：如果两个正整数m和n互质，那么m的Φ(n)次方减去1，可以被n整除。(m^Φ(n)-1)/n = K(整数)

费马小定理：欧拉定理的特殊情况：如果两个正整数m和n互质，而且n为质数！那么Φ(n)结果就是n-1。(m^(n-1)-1)/n = K(整数)

3.4 公式转换

模反元素：如果两个正整数e和x互质，那么一定可以找到整数d，使得 ed-1 被x整除。那么d就是e对于x的“模反元素”

如上图所示，转换过程5步即可：

首先根据欧拉定理

由于 1 的 k 次方恒等于 1 , 那么

由于 1*m ≡ m , 那么

用模反元素转换，那么换算成公式 就是:

转换一下写法

比较第五步和第三步中红框部分. 也就是说当 x 等于 Φ(n) 时 :

d 是 e 相对于 φ(n) 的模反元素

注意 : 公式推导第一步时 我们欧拉定理的前提是 m 和 n 互质 , 但是由于模反元素的关系 , 其实只要满足 m < n 上述结果依然成立.

如果上面的这个公式可以拆分为两次，就可以用来加密。

我们可以在终端使用python来验证一下：

M = 4, N = 15, φ(n) = 8, e = 3,

d ? 3d -1 = 8

d = (8k+1)/3 -> ( 3, 11)

这里我们可以取d = 11

上面验证知道，m,n不一定要，只需要m < n即可。

从终端打印结构可以看出：n = 15 只要 m < n 也就是 m <= 14 无论是否是质数，公式：都成立。

然而科学家们一直停留在这个公式阶段，直到迪菲赫尔曼密钥交换出现，通过拆分这个公式实现。

3.5 迪菲赫尔曼密钥交换

实际场景来看下迪菲赫尔曼密钥交换过程如下图： 客户端先选一个随机数13 ，这个数除了客户端知道，没有其他任何人知道。服务器选一个随机数15， 这个数字除了服务器端，没有任何知道。这两个数字13，15分别只有客户端和服务器自己知道，不会在网络上传输，所以不会被泄密。客户端用3作为根原， 3 的13次方 然后取模 17 （3^13mod 17 = 12），得到12，发给服务器端。服务器端拿到12后，先将12保存起来，服务器端用同客户端一样的算法（3^15mod17 = 6）,得到数字6，发给客户端。这样客户端和服务器端就完成了彼此的密钥交换。然后客户端和服务器分别做如下一次运算：客户端拿到服务器发过来的数字6，用同样的算法，（6^13mod17 = 10）, 服务器端用从客户端拿到的数字12，用同样的算法（12^ 15mod 17 = 10）同样也是得到10，这个10 就是客户端和服务器交换的秘钥。这样网络上从来就没有传输过秘钥10，而客户端和服务器却通过同样的算法，计算两次就得到了密钥。

3.5.1 数学原理

上面讲解的迪菲赫尔曼密钥交换的数学原理如下图：

实际上客户端和服务器都做了两次运算，客户端的两次运算：

第一次是服务器端做的运算：3^15mod 17 = 6第二次是客户端自己拿到服务器端的6继续做的一次运算：6^13 mod17 = 10第二次运算的6 用第一次的315替换就实际上得到：315^13 mod17 = 10

服务器端的两次运算：

第一次是在客户端做的运算：3^13mod17 = 12第二次是拿到客户端的12继续做一次运算：12^15mod17 = 10第二次运算的12实际上是用313代替：313^15 mod 17 = 10

这样我们可以清楚的看到：客户端（31513 mod17 = 10）= 服务器(31315 mod 17 = 10)那我们把上面的计算过程总结出来就是如下的公式：

上面的计算套用公式：

如上面服务器端的计算: m=3, e=13, n=17, C=12 （运算公式：3^13mod17 = 12）

实际上就是：m^e mod n = C

然后由于d = 15, （运算公式：12^15 mod 17 = 10）

实际上就是： C^d mod n = m ,由于 C = m ^ e mod n,可以得到 m ^ e ^ d mod n = m, 也就是：m ^ (ed) mod n = m

实际上就是对ed 进行了拆分，拆分成了两次运算。

结合我们刚刚第五步之后得出的

拆分公式，可以用来加密，解密还原数据：

其中 d 是 e 相对于 φ(n) 的模反元素 , 因为 x = Φ(n) , 那么同样 , e 和 φ(n) 是互质关系

举例验证：例如: m = 3 , n = 15 , φ(n) = 8 , e = 3 , d = 11

通过终端python3验证：

总结如图：

3.7 RSA的诞生

由上面的迪菲赫尔曼密钥交换 和我们得出的公式：m ^ (e*d) mod n = m ,两者结合换算，可以得到加密和解密的公式：

加密: m ^ e mod n = c, (c 加密的结果，m是明文， e和n就是公钥，d和n就是私钥)解密：c ^ d mod n = m

公式换算如下图：

n 会非常大，长度一般为 1024 个二进制位。（目前人类已经分解的最大整数，232 个十进制位，768 个二进制位）由于需要求出 φ(n)，所以根据欧函数特点，最简单的方式 n 由两个质数相乘得到: 质数：p1、p2 . 那么

Φ(n) = (p1 -1) * (p2 - 1)最终由 φ(n) 得到 e 和 d 。

总共生成 6 个数字：p1、p2、n、φ(n)、e、d

其中 n 和 e 组成公钥 .

n 和 d 组成私钥 .

m 为明文 .

c为密文 .除了公钥用到了 n 和 e 其余的 4 个数字是不公开的。

3.8 RSA算法

只要满足d是e相对于Φ(n)的模反元素m小于n

下面我们通过python来验证一下：

m ^ e mod n = c 加密

c ^ d mod n = m 解密

我们假设 n = 15 则 φ(n) = φ(15) = 8，

假设 e = 3

假设 d= 19

假设明文 m = 7

先来计算出加密：c = 7 ^ 3 mod 15 = 13

然后解密：13 ^ 19 mod 15 = 7

RSA算法的特点：

总共生成 6 个数字：p1、p2、n、φ(n)、e、d

其中 n 和 e 组成公钥 .

n 和 d 组成私钥 .

m 为明文 .

c为密文 .除了公钥用到了 n 和 e 其余的 4 个数字是不公开的。黑客要破解实际上就是根据n, 去求φ(n)， 而当n比较大时，是很难算出φ(n)，φ(n)只能通过试错的方式去暴力破解（用因式分解方式）。要求出φ(n) 目前最大只能计算到232个十进制位，只是运算时间的问题，如果量子计算机真的出来了，因为量子计算理论上运算量是无穷大的，所以可以破解这个φ(n)，由于银行等很多大公司都是用的RSA加密方式，所以量子计算的问世，将会对密码学产生很大的影响。

3.9 终端演练RSA加密算法

Mac的终端可以直接使用OpenSSL进行RSA的命令运行。

OpenSSL使用RSA

生成RSA私钥，秘钥长度为1024bit

终端输入命令：openssl genrsa -out private.pem 1024从私钥中提取公钥

终端输入命令：openssl rsa -in private.pem -pubout -out public.pem通过上面两步分别已经生成了公钥，私钥文件

我们查看一下生成的公钥，私钥是什么东东

查看一下公钥内容：

实际上公钥，私钥都是经过base64加密的，我们接下来将私钥转换成明文查看：

终端输入命令：openssl rsa -in private.pem -text -out private.txt

我们查看一下私钥的明文：

终端输入：cat private.txt

3.9.1 openssl实现rsa加密 ,解密

打开终端，新建一个message.txt文件：vi message.txt输入hello,保存

通过公钥进行加密：终端输入：

openssl rsautl -encrypt -in message.txt -inkey public.pem -pubin -out enc.txt

加密后的内容hello变成了乱码了。

通过私钥进行解密，终端输入：

penssl rsautl -decrypt -in enc.txt -inkey private.pem -out dec.txt

解密后在dec.txt输出了原来的明文hello

此外我们还可以用私钥进行加密，公钥进行解密。私钥通过sign进行私钥加密终端输入命令：

penssl rsautl -sign -in message.txt -inkey private.pem -out enc.bin

然后我们用公钥进行解密，终端输入：

openssl rsautl -verify -in enc.bin -inkey public.pem -pubin -out dec.txt

解密到dec.txt ，我们可以看到解密后的明文也还原了hello

3.9.2 openssl 提取证书p12文件

rsa 由于效率不高，不太适合大的数据加密，一般用来加密关键数据，如交换秘钥用rsa加密，rsa也经常用于加密hash值，也就是我们所说的签名。在代码里面加密我们一般不会直接使用pem文件，一般要提前证书文件在终端输入：

openssl req -new -key private.pem -out rsacert.csr

会生成一个.csr文件

其中按提示输入一些信息，如邮箱，密码等

csr文件实际上会去请求一个证书文件，向证书颁发机构颁发一个证书。颁发证书终端命令：

openssl x509 -req -days 3650 -in rsacert.csr -signkey private.pem -out rsacert.crt

这样我们就得到了颁发的证书rsacert.crt文件：

这个颁发(官方认证，证书结构盖章的)的证书是要收费的，机构一般要收5千元一年，上面我们写的有效期是，意味着要交5万元，o my gad.这个证书我们不会直接使用，还需要提前终端输入命令：

openssl x509 -outform der -in rsacert.crt -out rsacert.der

提取到文件rsacert.der

这个文件主要包含公钥和一些必要信息，后面我们就通过这个der生成一个p12文件，p12文件实际上就包含公钥和私钥。接下来，我们到处p12文件。终端输入命令

openssl pkcs12 -export -out p.p12 -inkey private.pem -in rsacert.crt

这个时候会提示我们输入密码，如下图：

输入密码后（需要确认两次密码）

这样我们就提前到了p12文件

实际上我们就可以用p.p12 和 rsacert.der进行加密和解密

3.9.3 终端base64编码

我们在rsa文件夹下面有一张kyl.jpg图片，现在通过终端进行base64编码

先终端cd 到rsa这个目录

终端输入编码命令：

base64 kyl.jpg -o pic.txt

现在我们可以用终端进行base64解码：

base64 pic.txt -o 123.png -D

解码后我们得到123.png图片

3.9.4 base64编码代码实现

//给一个字符 编码-(NSString *)base64Endcode:(NSString *)str{NSData * data = [str dataUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding];return [data base64EncodedStringWithOptions:0];}//给一个编码我对其进行解密-(NSString *)base64Decode:(NSString *)str{NSData * data = [[NSData alloc] initWithBase64EncodedString:str options:0];return [[NSString alloc] initWithData:data encoding:NSUTF8StringEncoding];}

base64 简介

4. RSA加密代码实现

4.1 RSA加密代码下载

RSA加密代码：点击下载RSA加密代码

4.2加密代码讲解

4.2.1 新建一个KRSACryptor单例类

KRSACryptor.h文件如下：

//// KRSACryptor.h// 001-KylAppEncrypt//// Created by 孔雨露 on /12/14.// Copyright © Apple. All rights reserved.//#import <Foundation/Foundation.h>NS_ASSUME_NONNULL_BEGIN@interface KRSACryptor : NSObject+ (instancetype)shared;/*** 生成密钥对** @param keySize 密钥尺寸，可选数值(512/1024/2048)*/- (void)generateKeyPair:(NSUInteger)keySize;/*** 加载公钥** @param publicKeyPath 公钥路径*@code# 生成证书$ openssl genrsa -out ca.key 1024# 创建证书请求$ openssl req -new -key ca.key -out rsacert.csr# 生成证书并签名$ openssl x509 -req -days 3650 -in rsacert.csr -signkey ca.key -out rsacert.crt# 转换格式$ openssl x509 -outform der -in rsacert.crt -out rsacert.der@endcode*/- (void)loadPublicKey:(NSString *)publicKeyPath;/*** 加载私钥** @param privateKeyPath p12文件路径* @param password p12文件密码*@codeopenssl pkcs12 -export -out p.p12 -inkey ca.key -in rsacert.crt@endcode*/- (void)loadPrivateKey:(NSString *)privateKeyPath password:(NSString *)password;/*** 加密数据** @param plainData 明文数据** @return 密文数据*/- (NSData *)encryptData:(NSData *)plainData;/*** 解密数据** @param cipherData 密文数据** @return 明文数据*/- (NSData *)decryptData:(NSData *)cipherData;@endNS_ASSUME_NONNULL_END

KRSACryptor.m文件如下：

//// KRSACryptor.m// 001-KylAppEncrypt//// Created by 孔雨露 on /12/14.// Copyright © Apple. All rights reserved.//#import "KRSACryptor.h"// 填充模式#define kTypeOfWrapPadding kSecPaddingPKCS1// 公钥/私钥标签#define kPublicKeyTag "com.logic.EncryptDemo.publickey"#define kPrivateKeyTag "com.logic.EncryptDemo.privatekey"static const uint8_t publicKeyIdentifier[] = kPublicKeyTag;static const uint8_t privateKeyIdentifier[] = kPrivateKeyTag;@interface KRSACryptor() {SecKeyRef publicKeyRef; // 公钥引用SecKeyRef privateKeyRef; // 私钥引用}@property (nonatomic, retain) NSData *publicTag; // 公钥标签@property (nonatomic, retain) NSData *privateTag; // 私钥标签@end@implementation KRSACryptor+ (instancetype)shared {static id instance;static dispatch_once_t onceToken;dispatch_once(&onceToken, ^{instance = [[self alloc] init];});return instance;}- (instancetype)init {self = [super init];if (self) {// 查询密钥的标签_privateTag = [[NSData alloc] initWithBytes:privateKeyIdentifier length:sizeof(privateKeyIdentifier)];_publicTag = [[NSData alloc] initWithBytes:publicKeyIdentifier length:sizeof(publicKeyIdentifier)];}return self;}#pragma mark - 加密 & 解密数据- (NSData *)encryptData:(NSData *)plainData {OSStatus sanityCheck = noErr;size_t cipherBufferSize = 0;size_t keyBufferSize = 0;NSAssert(plainData != nil, @"明文数据为空");NSAssert(publicKeyRef != nil, @"公钥为空");NSData *cipher = nil;uint8_t *cipherBuffer = NULL;// 计算缓冲区大小cipherBufferSize = SecKeyGetBlockSize(publicKeyRef);keyBufferSize = [plainData length];if (kTypeOfWrapPadding == kSecPaddingNone) {NSAssert(keyBufferSize <= cipherBufferSize, @"加密内容太大");} else {NSAssert(keyBufferSize <= (cipherBufferSize - 11), @"加密内容太大");}// 分配缓冲区cipherBuffer = malloc(cipherBufferSize * sizeof(uint8_t));memset((void *)cipherBuffer, 0x0, cipherBufferSize);// 使用公钥加密sanityCheck = SecKeyEncrypt(publicKeyRef,kTypeOfWrapPadding,(const uint8_t *)[plainData bytes],keyBufferSize,cipherBuffer,&cipherBufferSize);NSAssert(sanityCheck == noErr, @"加密错误，OSStatus == %d", sanityCheck);// 生成密文数据cipher = [NSData dataWithBytes:(const void *)cipherBuffer length:(NSUInteger)cipherBufferSize];if (cipherBuffer) free(cipherBuffer);return cipher;}- (NSData *)decryptData:(NSData *)cipherData {OSStatus sanityCheck = noErr;size_t cipherBufferSize = 0;size_t keyBufferSize = 0;NSData *key = nil;uint8_t *keyBuffer = NULL;SecKeyRef privateKey = NULL;privateKey = [self getPrivateKeyRef];NSAssert(privateKey != NULL, @"私钥不存在");// 计算缓冲区大小cipherBufferSize = SecKeyGetBlockSize(privateKey);keyBufferSize = [cipherData length];NSAssert(keyBufferSize <= cipherBufferSize, @"解密内容太大");// 分配缓冲区keyBuffer = malloc(keyBufferSize * sizeof(uint8_t));memset((void *)keyBuffer, 0x0, keyBufferSize);// 使用私钥解密sanityCheck = SecKeyDecrypt(privateKey,kTypeOfWrapPadding,(const uint8_t *)[cipherData bytes],cipherBufferSize,keyBuffer,&keyBufferSize);NSAssert1(sanityCheck == noErr, @"解密错误，OSStatus == %d", sanityCheck);// 生成明文数据key = [NSData dataWithBytes:(const void *)keyBuffer length:(NSUInteger)keyBufferSize];if (keyBuffer) free(keyBuffer);return key;}#pragma mark - 密钥处理/*** 生成密钥对*/- (void)generateKeyPair:(NSUInteger)keySize {OSStatus sanityCheck = noErr;publicKeyRef = NULL;privateKeyRef = NULL;NSAssert1((keySize == 512 || keySize == 1024 || keySize == 2048), @"密钥尺寸无效 %tu", keySize);// 删除当前密钥对[self deleteAsymmetricKeys];// 容器字典NSMutableDictionary *privateKeyAttr = [[NSMutableDictionary alloc] init];NSMutableDictionary *publicKeyAttr = [[NSMutableDictionary alloc] init];NSMutableDictionary *keyPairAttr = [[NSMutableDictionary alloc] init];// 设置密钥对的顶级字典[keyPairAttr setObject:(__bridge id)kSecAttrKeyTypeRSA forKey:(__bridge id)kSecAttrKeyType];[keyPairAttr setObject:[NSNumber numberWithUnsignedInteger:keySize] forKey:(__bridge id)kSecAttrKeySizeInBits];// 设置私钥字典[privateKeyAttr setObject:[NSNumber numberWithBool:YES] forKey:(__bridge id)kSecAttrIsPermanent];[privateKeyAttr setObject:_privateTag forKey:(__bridge id)kSecAttrApplicationTag];// 设置公钥字典[publicKeyAttr setObject:[NSNumber numberWithBool:YES] forKey:(__bridge id)kSecAttrIsPermanent];[publicKeyAttr setObject:_publicTag forKey:(__bridge id)kSecAttrApplicationTag];// 设置顶级字典属性[keyPairAttr setObject:privateKeyAttr forKey:(__bridge id)kSecPrivateKeyAttrs];[keyPairAttr setObject:publicKeyAttr forKey:(__bridge id)kSecPublicKeyAttrs];// SecKeyGeneratePair 返回密钥对引用sanityCheck = SecKeyGeneratePair((__bridge CFDictionaryRef)keyPairAttr, &publicKeyRef, &privateKeyRef);NSAssert((sanityCheck == noErr && publicKeyRef != NULL && privateKeyRef != NULL), @"生成密钥对失败");}/*** 加载公钥*/- (void)loadPublicKey:(NSString *)publicKeyPath {NSAssert(publicKeyPath.length != 0, @"公钥路径为空");// 删除当前公钥if (publicKeyRef) CFRelease(publicKeyRef);// 从一个 DER 表示的证书创建一个证书对象NSData *certificateData = [NSData dataWithContentsOfFile:publicKeyPath];SecCertificateRef certificateRef = SecCertificateCreateWithData(kCFAllocatorDefault, (__bridge CFDataRef)certificateData);NSAssert(certificateRef != NULL, @"公钥文件错误");// 返回一个默认 X509 策略的公钥对象，使用之后需要调用 CFRelease 释放SecPolicyRef policyRef = SecPolicyCreateBasicX509();// 包含信任管理信息的结构体SecTrustRef trustRef;// 基于证书和策略创建一个信任管理对象OSStatus status = SecTrustCreateWithCertificates(certificateRef, policyRef, &trustRef);NSAssert(status == errSecSuccess, @"创建信任管理对象失败");// 信任结果SecTrustResultType trustResult;// 评估指定证书和策略的信任管理是否有效status = SecTrustEvaluate(trustRef, &trustResult);NSAssert(status == errSecSuccess, @"信任评估失败");// 评估之后返回公钥子证书publicKeyRef = SecTrustCopyPublicKey(trustRef);NSAssert(publicKeyRef != NULL, @"公钥创建失败");if (certificateRef) CFRelease(certificateRef);if (policyRef) CFRelease(policyRef);if (trustRef) CFRelease(trustRef);}/*** 加载私钥*/- (void)loadPrivateKey:(NSString *)privateKeyPath password:(NSString *)password {NSAssert(privateKeyPath.length != 0, @"私钥路径为空");// 删除当前私钥if (privateKeyRef) CFRelease(privateKeyRef);NSData *PKCS12Data = [NSData dataWithContentsOfFile:privateKeyPath];CFDataRef inPKCS12Data = (__bridge CFDataRef)PKCS12Data;CFStringRef passwordRef = (__bridge CFStringRef)password;// 从 PKCS #12 证书中提取标示和证书SecIdentityRef myIdentity;SecTrustRef myTrust;const void *keys[] = {kSecImportExportPassphrase};const void *values[] = {passwordRef};CFDictionaryRef optionsDictionary = CFDictionaryCreate(NULL, keys, values, 1, NULL, NULL);CFArrayRef items = CFArrayCreate(NULL, 0, 0, NULL);// 返回 PKCS #12 格式数据中的标示和证书OSStatus status = SecPKCS12Import(inPKCS12Data, optionsDictionary, &items);if (status == noErr) {CFDictionaryRef myIdentityAndTrust = CFArrayGetValueAtIndex(items, 0);myIdentity = (SecIdentityRef)CFDictionaryGetValue(myIdentityAndTrust, kSecImportItemIdentity);myTrust = (SecTrustRef)CFDictionaryGetValue(myIdentityAndTrust, kSecImportItemTrust);}if (optionsDictionary) CFRelease(optionsDictionary);NSAssert(status == noErr, @"提取身份和信任失败");SecTrustResultType trustResult;// 评估指定证书和策略的信任管理是否有效status = SecTrustEvaluate(myTrust, &trustResult);NSAssert(status == errSecSuccess, @"信任评估失败");// 提取私钥status = SecIdentityCopyPrivateKey(myIdentity, &privateKeyRef);NSAssert(status == errSecSuccess, @"私钥创建失败");}/*** 删除非对称密钥*/- (void)deleteAsymmetricKeys {OSStatus sanityCheck = noErr;NSMutableDictionary *queryPublicKey = [[NSMutableDictionary alloc] init];NSMutableDictionary *queryPrivateKey = [[NSMutableDictionary alloc] init];// 设置公钥查询字典[queryPublicKey setObject:(__bridge id)kSecClassKey forKey:(__bridge id)kSecClass];[queryPublicKey setObject:_publicTag forKey:(__bridge id)kSecAttrApplicationTag];[queryPublicKey setObject:(__bridge id)kSecAttrKeyTypeRSA forKey:(__bridge id)kSecAttrKeyType];// 设置私钥查询字典[queryPrivateKey setObject:(__bridge id)kSecClassKey forKey:(__bridge id)kSecClass];[queryPrivateKey setObject:_privateTag forKey:(__bridge id)kSecAttrApplicationTag];[queryPrivateKey setObject:(__bridge id)kSecAttrKeyTypeRSA forKey:(__bridge id)kSecAttrKeyType];// 删除私钥sanityCheck = SecItemDelete((__bridge CFDictionaryRef)queryPrivateKey);NSAssert1((sanityCheck == noErr || sanityCheck == errSecItemNotFound), @"删除私钥错误，OSStatus == %d", sanityCheck);// 删除公钥sanityCheck = SecItemDelete((__bridge CFDictionaryRef)queryPublicKey);NSAssert1((sanityCheck == noErr || sanityCheck == errSecItemNotFound), @"删除公钥错误，OSStatus == %d", sanityCheck);if (publicKeyRef) CFRelease(publicKeyRef);if (privateKeyRef) CFRelease(privateKeyRef);}/*** 获得私钥引用*/- (SecKeyRef)getPrivateKeyRef {OSStatus sanityCheck = noErr;SecKeyRef privateKeyReference = NULL;if (privateKeyRef == NULL) {NSMutableDictionary * queryPrivateKey = [[NSMutableDictionary alloc] init];// 设置私钥查询字典[queryPrivateKey setObject:(__bridge id)kSecClassKey forKey:(__bridge id)kSecClass];[queryPrivateKey setObject:_privateTag forKey:(__bridge id)kSecAttrApplicationTag];[queryPrivateKey setObject:(__bridge id)kSecAttrKeyTypeRSA forKey:(__bridge id)kSecAttrKeyType];[queryPrivateKey setObject:[NSNumber numberWithBool:YES] forKey:(__bridge id)kSecReturnRef];// 获得密钥sanityCheck = SecItemCopyMatching((__bridge CFDictionaryRef)queryPrivateKey, (CFTypeRef *)&privateKeyReference);if (sanityCheck != noErr) {privateKeyReference = NULL;}} else {privateKeyReference = privateKeyRef;}return privateKeyReference;}@end

4.2.2 测试验证

工程目录如下： 测试代码如下：

- (void) testRSAEncrpt {//1.加载公钥[[KRSACryptor shared] loadPublicKey:[[NSBundle mainBundle] pathForResource:@"rsacert.der" ofType:nil]];//2.加载私钥[[KRSACryptor shared] loadPrivateKey: [[NSBundle mainBundle] pathForResource:@"p.p12" ofType:nil] password:@"123456"];}static void my_encrypt(){NSData * result = [[KRSACryptor shared] encryptData:[@"hello" dataUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding]];//base64编码NSString * base64 = [result base64EncodedStringWithOptions:0];NSLog(@"加密之后:%@\n",base64);//解密NSData * dcStr = [[KRSACryptor shared] decryptData:result];NSLog(@"%@",[[NSString alloc] initWithData:dcStr encoding:NSUTF8StringEncoding]);}

打印结果如下：