詳解Android安全防護之加密算法
也許有些開發者或者企業覺得。我們公司的app，數據量這些少，會有那個黑客吃飽了沒事做來破解啊。又不是支付寶，或者其他那些用戶量很多的應用。如果是這樣想的話，那只能說目光短淺了。
Android應用常用的加密算法如果說按加密的內容是否可以還原，可以分為可逆加密和非可逆加密。
非可逆加密：也就是說加密后的數據是不能還原成原來的數據。比如MD5加密 加密一個密碼：123456 加密后成: afabsbfbabf437hfbbff73(結果并不一定是這個，只是舉例)。也就是說加密后的結果afabsbfbabf437hfbbff73是不能夠在解密出123456這個值的。
可逆加密：可逆加密有一個公鑰和一個私鑰，通過公鑰進行數據的加密，通過私鑰進行解密。代表有：RSA，AES。
對稱加密和非對稱加密：可逆加密根據其使用加解密是否使用同一個密鑰又分為對稱加密（加解密使用同一個密鑰）和非對稱加密（加解密的密鑰分開）
MD5MD5的特點：
1、壓縮性：任意長度的數據，算出來的MD5值的長度都是固定。
2、容易計算性：從原始數據計算出MD5值是很容易的。
3、抗修改性：愿數據只要有一點點的改動，得到的MD5差別都是很大的。
4、強抗碰撞性：從原數據計算出來的MD5，想要找到一個具有相同的MD5,非常難。
MD5的應用場景：
1、一致性驗證（比如下載某個文件，不知道文件是否下載完成，可以MD5進行校驗。加密文件比較耗時，需要放到子線程中）
2、密碼的存儲（如登陸注冊這些，賬號密碼會保存到sp中，直接就保存到賬號密碼的MD5值就好了。這樣也可以避免服務器權限者知道這個密碼）
MD5的簡單使用
先寫一個MD5的工具類
package com.example.huangjialin.md5test;import java.io.UnsupportedEncodingException;import java.security.MessageDigest;import java.security.NoSuchAlgorithmException;public class Utils { public static String md5(String content) {byte[] hash = null;try { hash = MessageDigest.getInstance('MD5').digest(content.getBytes('UTF-8'));} catch (NoSuchAlgorithmException e) { e.printStackTrace();} catch (UnsupportedEncodingException e) { e.printStackTrace();}StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder(hash.length * 2);for (byte b: hash) { if ((b & 0xFF) < 0x10){stringBuilder.append('0'); } stringBuilder.append(Integer.toHexString(b & 0xFF));}return stringBuilder.toString(); }}
簡單的解釋一下上面的，首先是通過MessageDigest.getInstance(“MD5”)來獲取到MessageDigest這個類，這個類是java自帶的一個加密類，然后通過調用digest()方法來的獲取到加密后的字節數組。該方法傳入的參數是byte[] input 所以還需要將字符串轉化為byte[]。得到加密后的字節數組以后，將他們轉換成16禁止的字符串，然后拼接起來就可以了。
然后直接調用：
/*** MD5加密*/button.setOnClickListener(new View.OnClickListener() { @Override public void onClick(View v) {String md5_123456abc = Utils.md5('123456abc');String md5_huangjialin = Utils.md5('huangjialin');Log.i('huangjialin',' md5_123456abc算出的MD5值是： ' + md5_123456abc);Log.i('huangjialin',' md5_huangjialin算出的MD5值是： ' + md5_huangjialin); }});
得出的結果：
09-20 15:33:12.208 7352-7352/com.example.huangjialin.md5test I/huangjialin: md5_123456abc算出的MD5值是： df10ef8509dc176d733d59549e7dbfaf
09-20 15:33:12.208 7352-7352/com.example.huangjialin.md5test I/huangjialin: md5_huangjialin算出的MD5值是： 08e768954478c8669619d7d087db0070
這里說一句題外話：Log輸出日志有很多種如Log.i();Log.d()等等，但是現在有些手機廠商直接就把等級較低的日志給屏蔽掉，所以有些日志輸出在有些手機可以看到，有些手機沒有看到。解決辦法就是換輸出等級較高的就OK了。
RSARSA是現在比較流行的一種非對稱加密的，它需要一對密鑰（公鑰和私鑰）公鑰進行加密，私鑰進行解密。
RSA的加密原理
1、隨機選擇兩個大的質數P和Q，P不等于Q，計算出結果：N = P*Q；
2、選擇一個大于1，小于N的自然數E，E必須和（P-1）*（Q-1）互素。
3、用公式計算出D：D*E = mod（P-1）*（Q-1）
4、銷毀P和Q
最終得到的N，E就是公鑰，D就是私鑰了。
RSA加解密步驟
1、甲方生成密鑰對（公鑰和私鑰，公鑰用來加密數據，私鑰自己保留，用來解密數據）
2、甲方使用私鑰加密數據，然后用私鑰對加密后的數據簽名，并把這些放送給乙方，乙方使用公鑰，簽名來驗證帶解密數據是否有效，如果有效就使用公鑰對數據進行解密
3、乙方使用公鑰加密數據，向甲方發送經過加密后的數據，甲方或者加密數據后，就可以通過私鑰進行解密了。
RSA使用場景
項目中一些敏感的數據，比如身份證號，銀行卡，等相關信息可通過加密后在傳給服務器，服務器使用私鑰進行解密。
RSA密鑰對生成
RSA的密鑰對生成方式有兩種
/* 初始化KeyPairGenerator類，并獲取到公鑰和私鑰 */ byte[] publicKeyByte; byte[] prvateKtyByte; public void getKey() {try { KeyPairGenerator keyPairGenerator = KeyPairGenerator.getInstance(“RSA”);//KeyPairGenerator類是java專門提供生成密鑰對的一個類。 keyPairGenerator.initialize(1024); //設置密鑰對的大小 KeyPair keyPair = keyPairGenerator.generateKeyPair(); PrivateKey privateKey = keyPair.getPrivate();//獲取私鑰 PublicKey publicKey = keyPair.getPublic();//獲取公鑰 prvateKtyByte = privateKey.getEncoded();//私鑰對應的字節數組 publicKeyByte = publicKey.getEncoded(); //公鑰對應的字節數組} catch (NoSuchAlgorithmException e) { e.printStackTrace();} }
當然上面這種生成密鑰對的方式，基本很少會在項目中使用使用，用得比較多的還是第二中方式。
第二種是通過OpenSSl工具生成密鑰對
這種生成密鑰對的方式需要安裝OpenSSl。這里就不說具體怎么安裝了。這里簡單的說一下生成密鑰對所需要的一些命令
使用命令生成私鑰：
genrsa -out rsa_private_key.pem 1024
這條命令是讓openssl隨機生成一份私鑰，長度為1024
使用命令生成公鑰：
rsa -in rsa_private_key.pem -out rsa_public_key.pem -pubout
命令成功以后，就會在openSSL下的bin目錄下生成公鑰和私鑰，然后就可以進行加密和解密了。
加密
/** * 加密 */ @RequiresApi(api = Build.VERSION_CODES.O) public byte[] encryption(String content) {byte[] result = null;try { Cipher cipher = Cipher.getInstance('RSA'); X509EncodedKeySpec x509EncodedKeySpec = new X509EncodedKeySpec(publicKeyByte); KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance('RSA'); PublicKey publicKey = keyFactory.generatePublic(x509EncodedKeySpec); cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, publicKey); result = cipher.doFinal(content.getBytes()); Log.i('huangjialin', '----> ' + Base64.getEncoder().encodeToString(result));} catch (NoSuchAlgorithmException e) { e.printStackTrace();} catch (NoSuchPaddingException e) { e.printStackTrace();} catch (InvalidKeySpecException e) { e.printStackTrace();} catch (InvalidKeyException e) { e.printStackTrace();} catch (BadPaddingException e) { e.printStackTrace();} catch (IllegalBlockSizeException e) { e.printStackTrace();}return result; }
解密
/** * 解密 */ @RequiresApi(api = Build.VERSION_CODES.O) public void decryption() {Cipher cipher = null;try { cipher = Cipher.getInstance('RSA'); //私鑰需要通過PKCS8EncodedKeySpec來讀取 PKCS8EncodedKeySpec keySpec = new PKCS8EncodedKeySpec(prvateKtyByte); KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance('RSA'); //生成私鑰 PrivateKey privateKey = keyFactory.generatePrivate(keySpec); cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, privateKey); //String content = '123456'; byte[] input = encryption('123456'); byte[] result = cipher.doFinal(input); Log.i('huangjialin', '--解密--> ' + new String(result)); //Assert.assertTrue(content.equals(new String(result)));} catch (NoSuchAlgorithmException e) { e.printStackTrace();} catch (NoSuchPaddingException e) { e.printStackTrace();} catch (BadPaddingException e) { e.printStackTrace();} catch (IllegalBlockSizeException e) { e.printStackTrace();} catch (InvalidKeyException e) { e.printStackTrace();} catch (InvalidKeySpecException e) { e.printStackTrace();} }
當然上面的代碼是我寫測試用的，真正項目中，還得封裝好，把它弄成工具類，進行調用。
AESAES是一個對稱加密，也就是說使用AES進行加密和解密，他們使用的密鑰都是一樣的。AES加密算法是密碼學中的高級加密標準，又稱Rijndael加密法，是美國聯邦政府采用的一種區塊加密標準。這個標準用來替代原先的DES，已經被多方分析并使用。同時AES他的算法加密強度大，執行效率很高。
AES使用場景
1、由于AES是對稱加密，加解密都是使用同一個密鑰，所以說在項目中一些敏感的數據需要保存到本地。可以先同AES的密鑰進行加密，需要用的使用，將數據取出來再進行解密。
2、可以進行對一些敏感數據進行加密，然后在傳遞給服務器。
AES使用
在Android7.0之前可以這樣獲取到密鑰
private SecretKey generateKey(String seed) throws Exception {// 獲取秘鑰生成器KeyGenerator keyGenerator = KeyGenerator.getInstance('AES');// 通過種子初始化SecureRandom secureRandom = SecureRandom.getInstance('SHA1PRNG', 'Crypto');secureRandom.setSeed(seed.getBytes('UTF-8'));keyGenerator.init(128, secureRandom);// 生成秘鑰并返回return keyGenerator.generateKey(); }
但是在Android7.0之后就不支持了，移除了Crypto。當然也這種獲取密鑰方式在7.0之后Google也給出了解決方案，但是官方并不建議這樣來獲取。具體的可以看這里。https://android-developers.googleblog.com/2016/06/security-crypto-provider-deprecated-in.html
官方給出的是另一種方式，并不需要獲取密鑰，而是定義密碼的形式。
package com.example.huangjialin.md5test;import android.os.Bundle;import android.support.v7.app.AppCompatActivity;import android.util.Base64;import android.util.Log;import android.view.View;import android.widget.Button;import android.widget.EditText;import android.widget.TextView;import javax.crypto.Cipher;import javax.crypto.SecretKey;import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;public class MainActivity extends AppCompatActivity { private EditText edittext; private Button button, jiami, jiemi; private TextView textView; private SecretKey secretKey; private byte[] bytes; private String content = 'huangjialin,我是要加密的數據'; String password = 'huangji黃家磷'; @Override protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {super.onCreate(savedInstanceState);setContentView(R.layout.activity_main);edittext = findViewById(R.id.edittext);button = findViewById(R.id.button);textView = findViewById(R.id.textview);jiami = findViewById(R.id.jiami);jiemi = findViewById(R.id.jiemi);Log.i('huagjialin', '--加密的數據-- > ' + content);/** * 獲取密鑰 */ /* button.setOnClickListener(new View.OnClickListener() { @Override public void onClick(View v) {try { secretKey = generateKey('huangjiain');} catch (Exception e) { e.printStackTrace();} }});*//** * 加密 */jiami.setOnClickListener(new View.OnClickListener() { @Override public void onClick(View v) {try { bytes = encrypt(content, password); String str = new String(bytes); Log.i('huagjialin', '--加密后的數據-- > ' + Base64.decode(str,Base64.DEFAULT));} catch (Exception e) { e.printStackTrace();} }});/** * 解密 */jiemi.setOnClickListener(new View.OnClickListener() { @Override public void onClick(View v) {try { byte[] by = decrypt(bytes, password); String string = new String(by); Log.i('huagjialin', '--解密后的數據-- > ' + string);} catch (Exception e) { e.printStackTrace();} }}); } /** * 另一種加密形式 */ private byte[] encrypt(String content, String password) throws Exception {// 創建AES秘鑰SecretKeySpec key = new SecretKeySpec(password.getBytes(), 'AES/CBC/PKCS5PADDING');// 創建密碼器Cipher cipher = Cipher.getInstance('AES');// 初始化加密器cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key);// 加密return cipher.doFinal(content.getBytes('UTF-8')); } /** * 解密 */ private byte[] decrypt(byte[] content, String password) throws Exception {// 創建AES秘鑰SecretKeySpec key = new SecretKeySpec(password.getBytes(), 'AES/CBC/PKCS5PADDING');// 創建密碼器Cipher cipher = Cipher.getInstance('AES');// 初始化解密器cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key);// 解密return cipher.doFinal(content); }}
09-20 21:12:36.394 15933-15933/com.example.huangjialin.md5test I/huagjialin: --加密的數據-- > huangjialin,我是要加密的數據
09-20 21:12:39.561 15933-15933/com.example.huangjialin.md5test I/huagjialin: --加密后的數據-- > [B@d62495e
09-20 21:12:41.829 15933-15933/com.example.huangjialin.md5test I/huagjialin: --解密后的數據-- > huangjialin,我是要加密的數據
以上就是我們比較常用的幾種加密的一些內容。
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