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Swift-如何实现字符串的HMAC_SHA1加密

原作者: [db:作者] 来自: [db:来源] 收藏 邀请
前段时间有个网友问是否有Swift的HMAC_SHA1算法。这次就专门写篇相关文章进行介绍。要说明HMAC-SHA1,首先要先了解什么是HMAC,什么是SHA。 

1,HMAC(散列消息身份验证码:Hashed Message Authentication Code)
它不是散列函数,而是采用了将MD5或SHA1散列函数与共享机密密钥(与公钥/私钥对不同)一起使用的消息身份验证机制。基本来说,消息与密钥组合并运行散列函数。然后运行结果与密钥组合并再次运行散列函数。这个128位的结果被截断成96位,成为MAC。

hmac主要应用在身份验证中,它的使用方法是这样的:
1. 客户端发出登录请求(假设是浏览器的GET请求)
2. 服务器返回一个随机值,并在会话中记录这个随机值
3. 客户端将该随机值作为密钥,用户密码进行hmac运算,然后提交给服务器
4. 服务器读取用户数据库中的用户密码和步骤2中发送的随机值做与客户端一样的hmac运算,然后与用户发送的结果比较,如果结果一致则验证用户合法

在这个过程中,可能遭到安全攻击的是服务器发送的随机值和用户发送的hmac结果,而对于截获了这两个值的黑客而言这两个值是没有意义的,绝无 获取用户密码的可能性,随机值的引入使hmac只在当前会话中有效,大大增强了安全性和实用性。大多数的语言都实现了hmac算法,比如php的 mhash、python的hmac.py、java的MessageDigest类,在web验证中使用hmac也是可行的,用js进行md5运算的速 度也是比较快的。

2,SHA(安全散列算法:Secure Hash Algorithm)
这个是美国国家标准和技术局发布的国家标准FIPS PUB 180-1,一般称为SHA-1。其对长度不超过264二进制位的消息产生160位的消息摘要输出,按512比特块处理其输入。
SHA是一种数据加密算法,该算法经过加密专家多年来的发展和改进已日益完善,现在已成为公认的最安全的散列算法之一,并被广泛使用。该算法的 思想是接收一段明文,然后以一种不可逆的方式将它转换成一段(通常更小)密文,也可以简单的理解为取一串输入码(称为预映射或信息),并把它们转化为长度 较短、位数固定的输出序列即散列值(也称为信息摘要或信息认证代码)的过程。散列函数值可以说时对明文的一种“指纹”或是“摘要”所以对散列值的数字签名 就可以视为对此明文的数字签名。

3,HMAC_SHA1(Hashed Message Authentication Code, Secure Hash Algorithm)
这是一种安全的基于加密hash函数和共享密钥的消息认证协议。它可以有效地防止数据在传输过程中被截获和篡改,维护了数据的完整性、可靠性和安全性。HMAC_SHA1消息认证机制的成功在于一个加密的hash函数、一个加密的随机密钥和一个安全的密钥交换机制。
HMAC_SHA1算法在身份验证和数据完整性方面可以得到很好的应用,在目前网络安全也得到较好的实现。

4,下面演示如何使用Swift进行HMAC_SHA1计算
(1)首先创建桥接头文件bridge.h来包含需要引用的Objective-C头文件,并在项目中配置
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#import <CommonCrypto/CommonHMAC.h>

(2)下面是一个封装类,同时对String进行HMAC扩展。(除了SHA1,还可以使用其它算法比如MD5,SHA224等)
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//HMAC.swift
import Foundation
enum CryptoAlgorithm {
    case MD5, SHA1, SHA224, SHA256, SHA384, SHA512
     
    var HMACAlgorithm: CCHmacAlgorithm {
        var result: Int = 0
        switch self {
        case .MD5:      result = kCCHmacAlgMD5
        case .SHA1:     result = kCCHmacAlgSHA1
        case .SHA224:   result = kCCHmacAlgSHA224
        case .SHA256:   result = kCCHmacAlgSHA256
        case .SHA384:   result = kCCHmacAlgSHA384
        case .SHA512:   result = kCCHmacAlgSHA512
        }
        return CCHmacAlgorithm(result)
    }
     
    var digestLength: Int {
        var result: Int32 = 0
        switch self {
        case .MD5:      result = CC_MD5_DIGEST_LENGTH
        case .SHA1:     result = CC_SHA1_DIGEST_LENGTH
        case .SHA224:   result = CC_SHA224_DIGEST_LENGTH
        case .SHA256:   result = CC_SHA256_DIGEST_LENGTH
        case .SHA384:   result = CC_SHA384_DIGEST_LENGTH
        case .SHA512:   result = CC_SHA512_DIGEST_LENGTH
        }
        return Int(result)
    }
}
 
extension String {
    func hmac(algorithm: CryptoAlgorithm, key: String) -> String {
        let str = self.cStringUsingEncoding(NSUTF8StringEncoding)
        let strLen = Int(self.lengthOfBytesUsingEncoding(NSUTF8StringEncoding))
        let digestLen = algorithm.digestLength
        let result = UnsafeMutablePointer<CUnsignedChar>.alloc(digestLen)
        let keyStr = key.cStringUsingEncoding(NSUTF8StringEncoding)
        let keyLen = Int(key.lengthOfBytesUsingEncoding(NSUTF8StringEncoding))
         
        CCHmac(algorithm.HMACAlgorithm, keyStr!, keyLen, str!, strLen, result)
         
        let digest = stringFromResult(result, length: digestLen)
         
        result.dealloc(digestLen)
         
        return digest
    }
     
    private func stringFromResult(result: UnsafeMutablePointer<CUnsignedChar>, length: Int) -> String {
        let hash = NSMutableString()
        for i in 0..<length {
            hash.appendFormat("%02x", result[i])
        }
        return String(hash)
    }
}

(3)测试样例
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let str = "welcome to hangge.com"
let key = "67FG"
let hmacStr = str.hmac(.SHA1, key: key)
         
print("原始字符串:\(str)")
print("key:\(key)")
print("HMAC运算结果:\(hmacStr)")
         
/**** 输出 ******
原始字符串:welcome to hangge.com
key:67FG
HMAC运算结果:79a5f5b138b5646289a9648de035c80e9c5c14c7
*****/

原文出自:www.hangge.com  转载请保留原文链接:http://www.hangge.com/blog/cache/detail_851.html

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