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(好文)关于Objective-c和Java下DES加密保持一致的方式

原作者: [db:作者] 来自: [db:来源] 收藏 邀请

参考自：http://www.helmsmansoft.com/index.php/archives/1179

PS By Yang3wei: 

做了一些修改，原文缺失的一些东西真是让人很蛋疼，从下午一直弄到晚上11点半，哎~

谈一下需要注意的一些地方：

1。CommonCrypto是苹果的sdk库，引入了 <CommonCrypto/CommonCryptor.h> 便可以使用到诸多加解密算法。

我开始还以为 CommonCrypto 是一个第三方的库，结果在网上大肆搜罗相关的头文件以及实现，

甚至一度弄得我崩溃（因为很难找全，可以想见，即使找到了相应的 .m 实现文件，也是其他人自己的实现而非标准的）~

实际上，这个库只需要简单的写上一行代码 “#import <CommonCrypto/CommonCryptor.h>” 便可以使用了，

这本身就是苹果开发sdk里面的东西，不需要去找.h和 .m文件，也不需要加入 dylib 啥的，直接用即可~


2。还有就是，本文所涉及的 Base64 编码解码不是很完美，google toolbox for mac 框架里面

也有对 Base64 编码解码的实现，用那个的话值得信赖一点。具体说来，要用到框架中的 Base64 功能模块的话，

仅需将 “GTMDefines.h”、"GTMBase64.h"、"GTMBase64.m" 这三个文件加入到项目中即可

（GTM 前缀即是  Google Toolbox for Mac 的缩写，google 哪来那么多精力给 mac 开发者写框架，疑惑不已）~

另，Google 真的是了不起，突然间想起以前做 xml 解析的那个工具类也是 google 写出来的，

不知不觉之间，收到 google 所带来的好处实在是多不胜数了：

chrome，google-search，google-earth，etc。

如果能进 google 工作，那可真是爽歪歪了（这么体贴的公司没理由不能做好做大，越来越强），哈哈，纯属意淫~


3。objective-c 的 des 解码没有涉及到，个人使用之余，还是觉得很不方便，凑出了一个：

-(NSString*) decryptUseDES:(NSString*)cipherText key:(NSString*)key {
    NSData* cipherData = [GTMBase64 decodeString:cipherText];
    unsigned char buffer[1024];
    memset(buffer, 0, sizeof(char));
    size_t numBytesDecrypted = 0;
    CCCryptorStatus cryptStatus = CCCrypt(kCCDecrypt, 
                                          kCCAlgorithmDES, 
                                          kCCOptionPKCS7Padding, 
                                          [key UTF8String], 
                                          kCCKeySizeDES, 
                                          _iv_, 
                                          [cipherData bytes], 
                                          [cipherData length], 
                                          buffer, 
                                          1024, 
                                          &numBytesDecrypted);
    NSString* plainText = nil;
    if (cryptStatus == kCCSuccess) {
        NSData* data = [NSData dataWithBytes:buffer length:(NSUInteger)numBytesDecrypted];
        plainText = [[[NSString alloc] initWithData:data encoding:NSUTF8StringEncoding] autorelease];
    }
    return plainText;
}

大体上应该是不存在什么问题的，我也测试了一下，发现能够正确地将密文还原为明文~

终于是告已段落，发自内心的感慨，有时候一些问题的解决还真是得靠些运气。

不过，经过今日的一番探索，让我发现，作为苹果开发者，竟然有如此之多的资源值得去挖掘，

我想，在今后的开发旅途中，定会走的越来越平稳，越来越顺心~

贴出一些个人觉得相当有参考价值的连接：

http://www.helmsmansoft.com/index.php/archives/1179（本篇的原文链接）

http://developer.apple.com/library/ios/navigation/（苹果开发可用库全辑录）

http://blog.csdn.net/jasonyuan1986/article/details/6782304（GTMBase64）

http://code.google.com/p/google-toolbox-for-mac/source/browse/trunk/Foundation/?r=87(GoogleToolboxForMac主页)


最近做了一个移动项目，是有服务器和客户端类型的项目，客户端是要登录才行的，登录的密码要用DES加密，服务器是用Java开发的，客户端要同时支持多平台（Android、iOS），在处理iOS的DES加密的时候遇到了一些问题，起初怎么调都调不成和Android端生成的密文相同。最终一个忽然的想法让我找到了问题的所在，现在将代码总结一下，以备自己以后查阅。
首先，Java端的DES加密的实现方式，代码如下：

package org.bruce.vertices.controller.experiments;

import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.spec.IvParameterSpec;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;

public class DES {
	private static byte[] iv = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8};

	public static String encryptDES(String encryptString, String encryptKey)
			throws Exception {
		IvParameterSpec zeroIv = new IvParameterSpec(iv);
		SecretKeySpec key = new SecretKeySpec(encryptKey.getBytes(), "DES");
		Cipher cipher = Cipher.getInstance("DES/CBC/PKCS5Padding");
		cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key, zeroIv);
		byte[] encryptedData = cipher.doFinal(encryptString.getBytes());
		return Base64.encode(encryptedData);
	}

	public static String decryptDES(String decryptString, String decryptKey)
			throws Exception {
		byte[] byteMi = Base64.decode(decryptString);
		IvParameterSpec zeroIv = new IvParameterSpec(iv);
		SecretKeySpec key = new SecretKeySpec(decryptKey.getBytes(), "DES");
		Cipher cipher = Cipher.getInstance("DES/CBC/PKCS5Padding");
		cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key, zeroIv);
		byte decryptedData[] = cipher.doFinal(byteMi);

		return new String(decryptedData);
	}
}

上述代码用到了一个Base64的编码类，其代码的实现方式如下：

package org.bruce.vertices.controller.experiments;

import java.io.ByteArrayOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.OutputStream;

public class Base64 {
	private static final char[] legalChars = 
		"ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789+/".toCharArray();

	/**
	 * data[]进行编码
	 * 
	 * @param data
	 * @return
	 */
	public static String encode(byte[] data) {
		int start = 0;
		int len = data.length;
		StringBuffer buf = new StringBuffer(data.length * 3 / 2);

		int end = len - 3;
		int i = start;
		int n = 0;

		while (i <= end) {
			int d = ((((int) data[i]) & 0x0ff) << 16)
					| ((((int) data[i + 1]) & 0x0ff) << 8)
					| (((int) data[i + 2]) & 0x0ff);

			buf.append(legalChars[(d >> 18) & 63]);
			buf.append(legalChars[(d >> 12) & 63]);
			buf.append(legalChars[(d >> 6) & 63]);
			buf.append(legalChars[d & 63]);

			i += 3;

			if (n++ >= 14) {
				n = 0;
				buf.append(" ");
			}
		}

		if (i == start + len - 2) {
			int d = ((((int) data[i]) & 0x0ff) << 16)
					| ((((int) data[i + 1]) & 255) << 8);

			buf.append(legalChars[(d >> 18) & 63]);
			buf.append(legalChars[(d >> 12) & 63]);
			buf.append(legalChars[(d >> 6) & 63]);
			buf.append("=");
		} else if (i == start + len - 1) {
			int d = (((int) data[i]) & 0x0ff) << 16;

			buf.append(legalChars[(d >> 18) & 63]);
			buf.append(legalChars[(d >> 12) & 63]);
			buf.append("==");
		}

		return buf.toString();
	}

	public static byte[] decode(String s) {

		ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream();
		try {
			decode(s, bos);
		} catch (IOException e) {
			throw new RuntimeException();
		}
		byte[] decodedBytes = bos.toByteArray();
		try {
			bos.close();
			bos = null;
		} catch (IOException ex) {
			System.err.println("Error while decoding BASE64: " + ex.toString());
		}
		return decodedBytes;
	}

	private static void decode(String s, OutputStream os) throws IOException {
		int i = 0;

		int len = s.length();

		while (true) {
			while (i < len && s.charAt(i) <= ' ')
				i++;

			if (i == len)
				break;

			int tri = (decode(s.charAt(i)) << 18)
					+ (decode(s.charAt(i + 1)) << 12)
					+ (decode(s.charAt(i + 2)) << 6)
					+ (decode(s.charAt(i + 3)));

			os.write((tri >> 16) & 255);
			if (s.charAt(i + 2) == '=')
				break;
			os.write((tri >> 8) & 255);
			if (s.charAt(i + 3) == '=')
				break;
			os.write(tri & 255);

			i += 4;
		}
	}

	private static int decode(char c) {
		if (c >= 'A' && c <= 'Z')
			return ((int) c) - 65;
		else if (c >= 'a' && c <= 'z')
			return ((int) c) - 97 + 26;
		else if (c >= '0' && c <= '9')
			return ((int) c) - 48 + 26 + 26;
		else
			switch (c) {
			case '+':
				return 62;
			case '/':
				return 63;
			case '=':
				return 0;
			default:
				throw new RuntimeException("unexpected code: " + c);
			}
	}
}

以上便是Java端的DES加密方法的全部实现过程。
我还编写了一个将byte的二进制转换成16进制的方法，以便调试的时候使用打印输出加密后的byte数组的内容，这个方法不是加密的部分，只是为调试而使用的：

package org.bruce.vertices.controller.experiments;

/**
 * @author Bruce Yang
 * 连接：http://www.helmsmansoft.com/index.php/archives/1179
 * 我还编写了一个将byte的二进制转换成16进制的方法，
 * 以便调试的时候使用打印输出加密后的byte数组的内容，这个方法不是加密的部分，只是为调试而使用的：
 */
public class ByteHexStrBridge {
	
	/**
	 * 将二进制转换成16进制
	 * @param buf
	 * @return String
	 */
	public 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();
	}
}

下面是Objective-c在iOS上实现的DES加密算法: 添加头文件#import <CommonCrypto/CommonCryptor.h>

- (NSString *) encryptUseDES:(NSString *)plainText key:(NSString *)key
{
     NSString *ciphertext = nil;
     const char *textBytes = [plainText UTF8String];
    NSUInteger dataLength = [plainText length];
     unsigned char buffer[1024];
     memset(buffer, 0, sizeof(char));
     size_t numBytesEncrypted = 0;
     CCCryptorStatus cryptStatus = CCCrypt(kCCEncrypt, kCCAlgorithmDES,
                                              kCCOptionPKCS7Padding,
                                              [key UTF8String], kCCKeySizeDES,
                                              iv,
                                              textBytes, dataLength,
                                              buffer, 1024,
                                              &numBytesEncrypted);
    if (cryptStatus == kCCSuccess) {
         NSData *data = [NSData dataWithBytes:buffer length:(NSUInteger)numBytesEncrypted];
 
         ciphertext = [data base64Encoding];
         }
     return ciphertext;
}

下面是一个关键的类：NSData的Category实现，关于Category的实现网上很多说明不再讲述。

 static const char encodingTable[] = "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789+/";
 - (NSString *)base64Encoding;
 {
 if (self.length == 0)
 return @"";
 
 char *characters = malloc(self.length*3/2);
 
 if (characters == NULL)
 return @"";
 
 int end = self.length - 3;
 int index = 0;
 int charCount = 0;
 int n = 0;
 
 while (index <= end) {
 int d = (((int)(((char *)[self bytes])[index]) & 0x0ff) << 16) 
 | (((int)(((char *)[self bytes])[index + 1]) & 0x0ff) << 8)
 | ((int)(((char *)[self bytes])[index + 2]) & 0x0ff);
 
 characters[charCount++] = encodingTable[(d >> 18) & 63];
 characters[charCount++] = encodingTable[(d >> 12) & 63];
 characters[charCount++] = encodingTable[(d >> 6) & 63];
 characters[charCount++] = encodingTable[d & 63];
 
 index += 3;
 
 if(n++ >= 14)
 {
 n = 0;
 characters[charCount++] = ' ';
 }
 }
 
 if(index == self.length - 2)
 {
 int d = (((int)(((char *)[self bytes])[index]) & 0x0ff) << 16) 
 | (((int)(((char *)[self bytes])[index + 1]) & 255) << 8);
 characters[charCount++] = encodingTable[(d >> 18) & 63];
 characters[charCount++] = encodingTable[(d >> 12) & 63];
 characters[charCount++] = encodingTable[(d >> 6) & 63];
 characters[charCount++] = '=';
 }
 else if(index == self.length - 1)
 {
 int d = ((int)(((char *)[self bytes])[index]) & 0x0ff) << 16;
 characters[charCount++] = encodingTable[(d >> 18) & 63];
 characters[charCount++] = encodingTable[(d >> 12) & 63];
 characters[charCount++] = '=';
 characters[charCount++] = '=';
 }
 NSString * rtnStr = [[NSString alloc] initWithBytesNoCopy:characters length:charCount encoding:NSUTF8StringEncoding freeWhenDone:YES];
return rtnStr;
 }

这个方法和java端的那个Base64的encode方法基本上是一个算法，只是根据语言的特点不同有少许的改动。
下面也是Objective-c的一个二进制转换为16进制的方法，也是为了测试方便查看写的：

 +(NSString *) parseByte2HexString:(Byte *) bytes
 {
 NSMutableString *hexStr = [[NSMutableString alloc]init];
 int i = 0;
 if(bytes)
 {
 while (bytes[i] != '\0') 
 {
 NSString *hexByte = [NSString stringWithFormat:@"%x",bytes[i] & 0xff];///16进制数
 if([hexByte length]==1)
 [hexStr appendFormat:@"0%@", hexByte];
 else 
 [hexStr appendFormat:@"%@", hexByte];
 
 i++;
 }
 }
 NSLog(@"bytes 的16进制数为:%@",hexStr);
 return hexStr;
 }
 
 +(NSString *) parseByteArray2HexString:(Byte[]) bytes
 {
 NSMutableString *hexStr = [[NSMutableString alloc]init];
 int i = 0;
 if(bytes)
 {
 while (bytes[i] != '\0') 
 {
 NSString *hexByte = [NSString stringWithFormat:@"%x",bytes[i] & 0xff];///16进制数
 if([hexByte length]==1)
 [hexStr appendFormat:@"0%@", hexByte];
 else 
 [hexStr appendFormat:@"%@", hexByte];
 
 i++;
 }
 }
 NSLog(@"bytes 的16进制数为:%@",hexStr);
 return hexStr;
 }

以上的加密方法所在的包是CommonCrypto/CommonCryptor.h。

以上便实现了Objective-c和Java下在相同的明文和密钥的情况下生成相同明文的算法。
Base64的算法可以用你们自己写的那个，不一定必须使用我提供的这个。解密的时候还要用Base64进行密文的转换。

我的解密算法如下：

	private static byte[] iv = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8};

	public static String decryptDES(String decryptString, String decryptKey)
			throws Exception {
		byte[] byteMi = Base64.decode(decryptString);
		IvParameterSpec zeroIv = new IvParameterSpec(iv);
		SecretKeySpec key = new SecretKeySpec(decryptKey.getBytes(), "DES");
		Cipher cipher = Cipher.getInstance("DES/CBC/PKCS5Padding");
		cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key, zeroIv);
		byte decryptedData[] = cipher.doFinal(byteMi);

		return new String(decryptedData);
	}

Base64的decode方法如下：

	private static final char[] legalChars = 
		"ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789+/".toCharArray();

	/**
	 * data[]进行编码
	 * 
	 * @param data
	 * @return
	 */
	public static String encode(byte[] data) {
		int start = 0;
		int len = data.length;
		StringBuffer buf = new StringBuffer(data.length * 3 / 2);

		int end = len - 3;
		int i = start;
		int n = 0;

		while (i <= end) {
			int d = ((((int) data[i]) & 0x0ff) << 16)
					| ((((int) data[i + 1]) & 0x0ff) << 8)
					| (((int) data[i + 2]) & 0x0ff);

			buf.append(legalChars[(d >> 18) & 63]);
			buf.append(legalChars[(d >> 12) & 63]);
			buf.append(legalChars[(d >> 6) & 63]);
			buf.append(legalChars[d & 63]);

			i += 3;

			if (n++ >= 14) {
				n = 0;
				buf.append(" ");
			}
		}

		if (i == start + len - 2) {
			int d = ((((int) data[i]) & 0x0ff) << 16)
					| ((((int) data[i + 1]) & 255) << 8);

			buf.append(legalChars[(d >> 18) & 63]);
			buf.append(legalChars[(d >> 12) & 63]);
			buf.append(legalChars[(d >> 6) & 63]);
			buf.append("=");
		} else if (i == start + len - 1) {
			int d = (((int) data[i]) & 0x0ff) << 16;

			buf.append(legalChars[(d >> 18) & 63]);
			buf.append(legalChars[(d >> 12) & 63]);
			buf.append("==");
		}

		return buf.toString();
	}

以上便实现了DES加密后的密文的解密。

Java端的测试代码如下：

package org.bruce.vertices.controller.experiments;

import org.bruce.vertices.controller.interfaces.IGetVerticesMVC;

public class DesTestCase implements IGetVerticesMVC {

	/**
	 * @param args
	 */
	public static void main(String[] args) throws Exception {
		 String plainText = "abcd";
		 String cipherText = DES.encryptDES(plainText, "20120401");
		 System.out.println("明文：" + plainText);
		 System.out.println("密钥：" + "20120401");
		 System.out.println("密文：" + cipherText);
		 System.out.println("解密后：" + DES.decryptDES(cipherText, "20120401"));
		 
		 String decryptedText = DES.decryptDES(cipherText, "20120401");
		 System.err.println(decryptedText);
	}
}

输出结果：

明文：abcd
密钥：20120401
密文：W7HR43/usys=
解密后：abcd

Objective-c端的测试代码如下：

 NSString *plaintext = @"abcd";
 NSString *ciphertext = [EncryptUtil encryptUseDES:plaintext key:@"20120401"];
 NSLog(@"明文：%@",plaintext);
 NSLog(@"秘钥：%@",@"20120401");
 NSLog(@"密文：%@",ciphertext);

输出结果：
2012-04-05 12:00:47.348 TestEncrypt[806:f803] 明文：abcd
2012-04-05 12:00:47.350 TestEncrypt[806:f803] 秘钥：20120401
2012-04-05 12:00:47.350 TestEncrypt[806:f803] 密文：W7HR43/usys=

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