数据MD5、base64、AES、RSA加密原理

（一）、MD5和base64加密

** MD5简介**
MD5是一个安全的哈希算法，输入两个不同的明文不会得到相同的输出值，根据输出值，不能得到原始的明文，即其过程不可逆；
MD5有以下两个最主要的特性。

• 加密的不可逆性，只能够加密，不能够解密。
• 任意长度的明文经过加密后长度都是固定的，长度为16进制32位。

它还有以下几种特点

1. 容易计算：根据原数据计算出MD5很容易
2. 抗修改性：MD5对原数据十分的敏感，哪怕只修改了一个字节，得到的MD5的值与之前的MD5数值都有很大的差别。
3. 防伪性能高：已知原数据和它的MD5值，想要找到相同MD5值得数据是非常困难的，可以说几乎是不可能的。

** base64 简介**

• base64的编码都是按字符串长度，以每3个8bit的字符为一组，
• 然后针对每组，首先获取每个字符的ASCII编码，
• 然后将ASCII编码转换成8bit的二进制，得到一组3*8=24bit的字节
• 然后再将这24bit划分为4个6bit的字节，并在每个6bit的字节前面都填两个高位0，得到4个8bit的字节
• 然后将这4个8bit的字节转换成10进制，对照Base64编码表 （下表），得到对应编码后的字符。

** Base64 编码表 **

Value	Char	Value	Char	Value	Char	Value	Char
0	A	16	Q	32	g	48	w
1	B	17	R	33	h	49	x
2	C	18	S	34	i	50	y
3	D	19	T	35	j	51	z
4	E	20	U	36	k	52	0
5	F	21	V	37	l	53	1
6	G	22	W	38	m	54	2
7	H	23	X	39	n	55	3
8	I	24	Y	40	o	56	4
9	J	25	Z	41	p	57	5
10	K	26	a	42	q	58	6
11	L	27	b	43	r	59	7
12	M	28	c	44	s	60	8
13	N	29	d	45	t	61	9
14	O	30	e	46	u	62	+
15	P	31	f	47	v	63	/

• MD5: 全称为message digest algorithm 5(信息摘要算法), 可以进行加密, 但是不能解密, 属于单向加密, 通常用于文件校验。
  MD5 运算结果是一个固定长度为128位的二进制数，经过一系列的运算得到32个16进制数。（每一位16进制数可以代替4位二进制数，所以128位二进制数写成16进制就变成了128/4=32 个。）

• Base64: 把任意序列的8为字节描述为不能直接用肉眼识别的形式, 通常用于邮件、http加密. 登陆的用户名和密码字段通过它加密, 可以进行加密和解密。
  base64算法就是将浏览器中不允许出现的+=号给替换成-.这些符号。
• 为什么用md5算法加密后又要利用base64算法进行编码：因为md5加密后得到的数据是128位的字节数组，将字节数组用base64算法加密后得到的是字符串，这样有利于在其在数据库中的存储

MD5校验文件流程

（二）、AES+Base64加密

简单的MD5/Base64等已经难以满足当下的数据安全标准，本文简单的介绍下AES与Base64的混合加密与解密"

** ASE简介 **
AES 是一个迭代的、对称密钥分组的密码，它可以使用128、192 和 256 位密钥，并且用 128 位（16字节）分组加密和解密数据，对称密钥密码使用相同的密钥加密和解密数据。通过分组密码返回的加密数据的位数与输入数据相同。迭代加密使用一个循环结构，在该循环中重复置换和替换输入数据。

 

ASE对称加密

(三)、AES+RSA加密

** RSA是非对称加密 **

概念：
公钥：给需要加密方
私钥：解密者自己留
密钥生成过程：
1：随机选择两个质数p、q，计算出 n=p x q
2：计算出不大于N与N互质的数的数量  f(n)=(p-1) x (q-1).
3：取e不大于f(n)且与f(n)互质的数.
4：计算出e x d mod f(n) = 1 时 d的值.
5：则(e,n)为公钥(d,n)为私钥
加密过程：
原文^e mod n = 密文
解密过程：
密文^d mod n = 原文

关于RSA的公私钥具有以下重要特性：

• 对于一个私钥，有且只有一个与之对应的公钥。生成者负责生成私钥和公钥，并保存私钥，公开公钥
• 公钥是公开的，但不可能通过公钥反推出私钥，或者说极难反推，只能穷举，所以只要密钥足够长度，要通过穷举而得到私钥，几乎是不可能的
• 通过私钥加密的密文只能通过公钥解密，公钥加密的密文只有通过私钥解密

AES加密也叫对称加密：A用密码对数据进行AES加密后，B用同样的密码对密文进行AES解密。

具体操作方法：

1. 在终端中采用openssl方式输入密钥的相关属性（公司名、邮箱等），然后在终端当前所在的地址下，生成公钥和私钥共7个文件（7个文件如何使用请看附录的拓展了链接）。

2. 此时假设Android客户端拥有公钥PublicKey,服务器端拥有公钥PublicKey和私钥PrivateKey。

3. 安卓发送请求到服务器端,安卓随机生成Byte[]随机密码，假设RandomKey=“123456”，通过AES算法，对Json数据利用进行加密。

4. 但是此刻服务器并不知道客户端的RandomKey是什么，因此需要同时将Randomkey传给服务器，否则服务器无法通过AES对Json数据进行解密。但是如果直接发送请求，Randomkey就会暴露，所以要对RandomKey进行不可逆的RSA加密。

5. 安卓将使用Randomkey进行AES加密的Json数据，和使用PublicKey进行RSA加密的RandomKey通过HTTP传送到服务器端。数据请求工作完成。

6. 服务器端接收到AES加密的Json数据和Rsa加密的RandomKey数据。

7. 服务器通过私钥PrivateKey对加密后的RandomKey进行Rsa解密。得到安卓生成的原始Randomkey。

8. 利用原始的RandomKey对加密后的Json数据进行AES对称解密。至此已经得到安卓端发过来的原始Json数据。进行常规的服务器业务操作，然后将返回数据通过安卓端的RandomKey进行AES加密gouhou后，Response返回。

9. 安卓端接收到Response的数据后，利用之前本地生成的RandomKey直接进行AES解密即可。

AES+RSA加密流程

作者：朝雨晚风
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來源：简书
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