iOS RSA加签和验签(SHA1WithRSA)

RSA 简介

RSA是一种非对称加密算法,使用公钥加密就可以使用私钥解密,使用私钥加密就可以使用公钥解密。RSA公钥对外公开,私钥自己保留。RSA既能加密、解密,也能加签、验签

加密解密:RSA是公钥加密,私钥私密。数据发送方使用接收方的公钥来对数据进行加密,接收方接收到数据之后用自己的私钥解密

加签验签:RSA私钥加签,公钥验签。数据发送方使用自己的私钥对数据进行签名,数据接收方使用数据发送方的公钥来验签。

我遇到的业务场景是:服务端接口开发人员给了我一套客户端的PKCS1格式的私钥字符串和服务端的公钥字符串。我给服务端发送数据的时候要使用私钥对数据进行签名之后再发送。接收到服务端返回的数据之后要使用服务端的公钥验签。下面接详细讲解在iOS上SHA1WithRSA的实现过程。

加签的流程:
加签流程
验签的流程
验签流程

在数据传输的过程中如果原文是以明文的形式传输,数据还是会被泄漏。所以我这里对原文数据进行了一次AES加密,然后再走加签的流程

下面讲解iOS中使用Security.framework系统框架来实现RSA相关功能,以及使用<CommonCrypto/CommonDiges.h> 下的CC_SHA1实现sha1算法

  1. PKCS1格式的RSA私钥的字符串转SecKeyRef
  2. 公钥字符串转SeckeyRef
  3. SHA1算法的实现
  4. 使用RSA私钥签名的实现
  5. 使用RSA公钥验签的实现

1. PKCS1格式的RSA私钥的字符串转SecKeyRef

PKCS#1格式的RSA私钥转成可供Security.framework框架中使用的SecKeyRef

+ (SecKeyRef)addPrivateKey:(NSString *)key{
    
    // This is a base64 encoded key. so, decode it.
    NSData *data = [[NSData alloc] initWithBase64EncodedString:key options:NSDataBase64DecodingIgnoreUnknownCharacters];
    
    if(!data){ return nil; }
    //a tag to read/write keychain storage
    NSString *tag = @"RSA_PRIVATE_KEY";
    NSData *d_tag = [NSData dataWithBytes:[tag UTF8String] length:[tag length]];
    
    // Delete any old lingering key with the same tag
    NSMutableDictionary *privateKey = [[NSMutableDictionary alloc] init];
    [privateKey setObject:(__bridge id) kSecClassKey forKey:(__bridge id)kSecClass];
    [privateKey setObject:(__bridge id) kSecAttrKeyTypeRSA forKey:(__bridge id)kSecAttrKeyType];
    [privateKey setObject:d_tag forKey:(__bridge id)kSecAttrApplicationTag];
    SecItemDelete((__bridge CFDictionaryRef)privateKey);
    
    // Add persistent version of the key to system keychain
    [privateKey setObject:data forKey:(__bridge id)kSecValueData];
    [privateKey setObject:(__bridge id) kSecAttrKeyClassPrivate forKey:(__bridge id)kSecAttrKeyClass];
    [privateKey setObject:[NSNumber numberWithBool:YES] forKey:(__bridge id)kSecReturnPersistentRef];
    
    CFTypeRef persistKey = nil;
    OSStatus status = SecItemAdd((__bridge CFDictionaryRef)privateKey, &persistKey);
    if (persistKey != nil){ CFRelease(persistKey); }
    if ((status != noErr) && (status != errSecDuplicateItem)) { return nil; }
    
    [privateKey removeObjectForKey:(__bridge id)kSecValueData];
    [privateKey removeObjectForKey:(__bridge id)kSecReturnPersistentRef];
    [privateKey setObject:[NSNumber numberWithBool:YES] forKey:(__bridge id)kSecReturnRef];
    [privateKey setObject:(__bridge id) kSecAttrKeyTypeRSA forKey:(__bridge id)kSecAttrKeyType];
    
    // Now fetch the SecKeyRef version of the key
    SecKeyRef keyRef = nil;
    status = SecItemCopyMatching((__bridge CFDictionaryRef)privateKey, (CFTypeRef *)&keyRef);
    if(status != noErr){
        return nil;
    }
    return keyRef;
}

2. 公钥字符串转SeckeyRef

+ (SecKeyRef)addPublicKey:(NSString *)pubKey
{
    NSData *data = [[NSData alloc] initWithBase64EncodedString:pubKey options:NSDataBase64DecodingIgnoreUnknownCharacters];
    
    //a tag to read/write keychain storage
    NSString *tag = @"RSA_PUBLIC_KEY";
    NSData *d_tag = [NSData dataWithBytes:[tag UTF8String] length:[tag length]];
    
    // Delete any old lingering key with the same tag
    NSMutableDictionary *publicKey = [[NSMutableDictionary alloc] init];
    [publicKey setObject:(__bridge id) kSecClassKey forKey:(__bridge id)kSecClass];
    [publicKey setObject:(__bridge id) kSecAttrKeyTypeRSA forKey:(__bridge id)kSecAttrKeyType];
    [publicKey setObject:d_tag forKey:(__bridge id)kSecAttrApplicationTag];
    SecItemDelete((__bridge CFDictionaryRef)publicKey);
    
    // Add persistent version of the key to system keychain
    [publicKey setObject:data forKey:(__bridge id)kSecValueData];
    [publicKey setObject:(__bridge id) kSecAttrKeyClassPublic forKey:(__bridge id)kSecAttrKeyClass];
    [publicKey setObject:[NSNumber numberWithBool:YES] forKey:(__bridge id)kSecReturnPersistentRef];
    
    CFTypeRef persistKey = nil;
    OSStatus status = SecItemAdd((__bridge CFDictionaryRef)publicKey, &persistKey);
    if (persistKey != nil){
        CFRelease(persistKey);
    }
    
    if ((status != noErr) && (status != errSecDuplicateItem)) { return nil; }
    
    [publicKey removeObjectForKey:(__bridge id)kSecValueData];
    [publicKey removeObjectForKey:(__bridge id)kSecReturnPersistentRef];
    [publicKey setObject:[NSNumber numberWithBool:YES] forKey:(__bridge id)kSecReturnRef];
    [publicKey setObject:(__bridge id) kSecAttrKeyTypeRSA forKey:(__bridge id)kSecAttrKeyType];
    
    // Now fetch the SecKeyRef version of the key
    SecKeyRef keyRef = nil;
    status = SecItemCopyMatching((__bridge CFDictionaryRef)publicKey, (CFTypeRef *)&keyRef);
    if(status != noErr){
        return nil;
    }
    return keyRef;
}

3. SHA1算法的实现

// digest message with sha1
+ (NSData *)sha1:(NSString *)str
{
    const void *data = [str cStringUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding];
    CC_LONG len = (CC_LONG)strlen(data);
    uint8_t * md = malloc( CC_SHA1_DIGEST_LENGTH * sizeof(uint8_t) );;
    CC_SHA1(data, len, md);
    return [NSData dataWithBytes:md length:CC_SHA1_DIGEST_LENGTH];
}

4. 使用RSA私钥签名的实现

// Using the RSA private key to sign the specified message
+ (NSString *)sign:(NSString *)content withPriKey:(NSString *)priKey
{
    SecKeyRef privateKeyRef = [self addPrivateKey:priKey];
    if (!privateKeyRef) { NSLog(@"添加私钥失败"); return  nil; }
    NSData *sha1Data = [self sha1:content];
    unsigned char *sig = (unsigned char *)malloc(256);
    size_t sig_len;
    OSStatus status = SecKeyRawSign(privateKeyRef, kSecPaddingPKCS1SHA1, [sha1Data bytes], CC_SHA1_DIGEST_LENGTH, sig, &sig_len);
    
    if (status != noErr) { NSLog(@"加签失败:%d",status); return nil; }
    
    NSData *outData = [NSData dataWithBytes:sig length:sig_len];
    return [outData base64EncodedStringWithOptions:NSDataBase64Encoding64CharacterLineLength];
}

5. 使用RSA公钥验签的实现

// verify Signature
+ (BOOL)verify:(NSString *)content signature:(NSString *)signature withPublivKey:(NSString *)publicKey {
    
    SecKeyRef publicKeyRef = [self addPublicKey:publicKey];
    if (!publicKeyRef) { NSLog(@"添加公钥失败"); return NO; }
    NSData *originData = [self sha1:content];
    NSData *signatureData = [[NSData alloc] initWithBase64EncodedString:signature options:NSDataBase64DecodingIgnoreUnknownCharacters];
    if (!originData || !signatureData) { return NO; }
    OSStatus status =  SecKeyRawVerify(publicKeyRef, kSecPaddingPKCS1SHA1, [originData bytes], originData.length, [signatureData bytes], signatureData.length);
    
    if (status ==noErr) { return  YES; }
    else{ NSLog(@"验签失败:%d",status); return NO; }
}

完整的示例代码可以在GitHub上查看

附:

本文介绍的加签是基于RSA的PKCS#1格式的私钥来完成。如实你使用的是PKCS#8格式的私钥请参考另一个库Encrypt。关于RSA私钥的格式请自行百度了解。关于PKCS1转PKCS8请看这篇文章RSA私钥PKCS1 转 PKCS8

最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 203,456评论 5 477
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 85,370评论 2 381
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 150,337评论 0 337
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 54,583评论 1 273
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 63,596评论 5 365
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 48,572评论 1 281
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 37,936评论 3 395
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 36,595评论 0 258
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 40,850评论 1 297
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 35,601评论 2 321
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 37,685评论 1 329
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 33,371评论 4 318
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 38,951评论 3 307
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 29,934评论 0 19
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 31,167评论 1 259
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 43,636评论 2 349
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 42,411评论 2 342

推荐阅读更多精彩内容