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Base64編碼

Base64是網絡上最多見的用於傳輸8Bit字節代碼的編碼方式之一，本質上是一種將二進制數據轉成文本數據的方案，對於非二進制數據，是先將其轉換成二進制形式，而後每連續6比特（2的6次方=64）計算其十進制值，根據該值在A--Z,a--z,0--9,+,/ 這64個字符中找到對應的字符，最終獲得一個文本字符串。

嚴格來說，Base64只能算是一個編碼算法，並非安全領域的加密算法。

標準Base64編碼解碼無需額外信息即徹底可逆，即便你本身自定義字符集設計一種類Base64的編碼方式用於數據加密，在多數場景下也較容易破解。

Base64編碼基本規則以下幾點

標準Base64只有64個字符:英文大小寫（A-Z、a-z）、數字（0-9）、加號（+）、斜槓（/）和用做後綴的等號（=）；

Base64是把3個字節變成4個可打印字符，因此Base64編碼後的字符串必定能被4整除（不算用做後綴的等號）

等號必定用做後綴，且數目必定是0個、1個或2個。這是由於若是原文長度不能被3整除，Base64要在後面添加\0湊齊3n位。爲了正確還原，添加了幾個0就加上幾個等號。顯然添加等號的數目只能是0、1或2；

拓展：位、字節、英文字符、漢字、標點符號之間的關係

1 bit = 1  二進制數據
1 byte  = 8  bit
1 字母 = 1  byte = 8 bit
1 漢字 = 2  byte = 16 bit

標點符號：

A>.  漢字輸入狀態下，默認爲全角輸入方式，標點符號佔2字節；
B>.  英文輸入狀態下，默認爲半角輸入方式，標點符號佔1字節；

Base64編碼原理

轉換原理

轉換前     10101101,10111010,01110110
轉換後     00101011, 00011011 ,00101001 ,00110110
十進制     43          27       41         54
對應Base64編碼表中的值  r           b        p          2

如上，轉換前，Base64收到一個8位字節的序列，首先將這個序列分割成6位的字節序列，而後在每一位的高位補兩個0，組成8位的字節序列，也就是轉換後的字節長度增長了13；再講補0後的二進制轉換成Base64編碼表中對應的值；

填充0原理

base64編碼收到一個8位字節序列，將這個二進制序列流劃分紅6位的塊。二進制序列有時不能正好平均地分爲6位的塊，在這種狀況下，就在序列末尾填充零位，使二進制序列的長度成爲24的倍數(6和8的最小公倍數)。

對已填充的二進制進行編碼時，任何徹底填充(不包括原始數組中的位)的6位組都有特殊的第65個符號"="表示。若是6位組是部分填充的，就將填充位設置爲0.

借用張亞濤 的一個例子說明：

a:a -- 011000 010011 101001 100001 -- YTph
a:aa -- 011000 010011 101001 100001 011000 01xxxx xxxxxx xxxxxx -- YTphYQ==
a:aaa -- 011000 010011 101001 100001 011000 010110 0001xx xxxxxx -- YTphYWE=
a:aaaa -- 011000 010011 101001 100001 011000 010110 000101 1000001 -- YTphYWFh

如上，初始輸入字符串爲"a:a"爲3個字節(24位)。24是6和8的倍數，所以按照上面給出的例子計算。無需填充就會獲得base64編碼爲"YTph"。 然而，再增長一個字符，輸入字符串變爲"a:aa",轉換爲二進制就會有32位長。而6和8的下一個公倍數爲48.所以要添加16爲的填充碼。填充的前4位是與數據位混合在一塊兒的。獲得的6位組01xxxx，會被看成010000、十進制中的16，或者base64編碼的Q來處理。剩下的兩個6位組都是填充碼，用=來表示。

Base64參數說明

DEFAULT：使用默認的方法來加密
NO_PADDING：略去加密字符串最後的「=」
NO_WRAP：略去全部的換行符（設置後CRLF就沒用了）
CRLF：使用CR LF這一對做爲一行的結尾而不是Unix風格的LF
URL_SAFE：加密時不使用對URL和文件名有特殊意義的字符來做爲加密字符，具體以-和_取代+和/

Base64解碼

Base64編碼表

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

• 參閱資料
  • 百度百科
  • https://segmentfault.com/a/1190000004533485?_ea=657625

Message-Digest Algorithm 5：(簡稱MD5）——信息-摘要算法

傳送至加密算法代碼位置

MD二、MD四、MD5區別

MD2

MD2算法中，首先對信息進行數據補位，使信息的字節長度是16的倍數。而後，以一個16位的檢驗和追加到信息末尾。而且根據這個新產生的信息計算出散列值。若是忽略了檢驗和將產生MD2衝突。MD2算法的加密後結果是惟一的，即沒有重複。

MD4

MD4算法一樣須要填補信息以確保信息的字節長度加上64後能被512整除（信息字節長度mod 512 = 448）。而後，一個以64位二進制表示的信息的最初長度被添加進來。信息被處理成512位Damg?rd/Merkle迭代結構的區塊，並且每一個區塊要經過三個不一樣步驟的處理。

MD5

MD5爲計算機安全領域普遍使用的一種散列函數，用以提供消息的完整性保護。

MD5原理

MD5以512位分組來處理輸入的信息，且每一分組又被劃分爲16個32位子分組，通過了一系列的處理後，算法的輸出由四個32位分組組成，將這四個32位分組級聯後將生成一個128位散列值。

MD5的特性

一、壓縮性：任意長度的數據，算出的MD5值長度都是固定的。
二、容易計算：從原數據計算出MD5值很容易。
三、抗修改性：對原數據進行任何改動，哪怕只修改1個字節，所獲得的MD5值都有很大區別。
四、強抗碰撞：已知原數據和其MD5值，想找到一個具備相同MD5值的數據（即僞造數據）是很是困難的。

MD5應用場景

md5算法主要運用在數字簽名、文件完整性驗證以及口令加密（安全訪問認證）等方面。

• 參考：http://blog.csdn.net/shb2058/article/details/53467501
• 百度百科：https://baike.baidu.com/item/MD5%E5%8A%A0%E5%AF%86/5706230?fr=aladdin
• http://www.cnblogs.com/AndroidJotting/p/4284337.html
• http://www.cnblogs.com/whyhappy/p/5337044.html

RSA加密

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RSA基本含義

RSA加密算法是一種非對稱加密算法。是第一個能同時用於加密和數字簽名的算法，也易於理解和操做。

先生成一對RSA密鑰，保密密鑰用戶保存,公開密鑰可對外公開，甚至可在網絡服務器中註冊。爲提升保密強度，RSA密鑰至少爲500位長，通常推薦使用1024位。這就使加密的計算量很大。爲減小計算量，在傳送信息時，常採用傳統加密方法與公開密鑰加密方法相結合的方式，即信息採用改進的DES或IDEA對話密鑰加密，而後使用RSA密鑰加密對話密鑰和信息摘要。對方收到信息後，用不一樣的密鑰解密並可覈對信息摘要。

RSA原理

RSA涉及三個參數：N,e1,e2

1.隨機選擇兩個大質數p和q，p不等於q，計算N=pq；N的二進制表示時所佔用的位數，就是所謂的密鑰長度;
2.根據歐拉函數，求得r=(p-1)*(q-1);
3.選擇小於r的e1,e1能夠任意取，但要求e1與r互質；
4.選擇e2,e2爲e1關於r的模反元素，即：(e1*e2）=1（mod r)；
4.銷燬p,q;

（n，e1),(n，e2)就是密鑰對。其中(n，e1)爲公鑰，(n，e2)爲私鑰。

RSA加解密的算法徹底相同，設A爲明文，B爲密文，則：A≡B^e2( mod n)；B≡A^e1 (mod n)；（公鑰加密體制中，通常用公鑰加密，私鑰密）

e1和e2能夠互換使用，即：A≡B^e1 (mod n)；B≡A^e2( mod n);

RSA算法基於一個十分簡單的數論事實：將兩個大質數相乘十分容易，可是想要對其乘積進行因式分解卻極其困難，所以能夠將乘積公開做爲加密密鑰。

其餘說明

• 典型密鑰長度:1997年後開發的系統，用戶應使用1024位密鑰，證書認證機構應用2048位或以上;

• 參考資料
  • 百度百科
  • 維基百科

Secure Hash Algorithm（簡稱SHA）——安全散列算法

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加密代碼傳送

• SHA-1 Hash/Hmac加密
  

  SHA基本含義

  
  

  SHA主要適用於數字簽名標準（Digital Signature Standard DSS）裏面定義的數字簽名算法（Digital Signature Algorithm DSA）。對於長度小於2^64位的消息，SHA1會產生一個160位的消息摘要。

SHA家族的演算法，由美國國家安全局（NSA）所設計，並由美國國家標準與技術研究院（NIST）發佈的國家標準FIPS PUB 180，最新的標準已經於2008年更新到FIPS PUB 180-3,其分別是：

• SHA-0：1993年發佈，當時稱作安全散列標準（Secure Hash Standard），發佈以後很快就被NSA撤回，是SHA-1的前身。
• SHA-1：1995年發佈，SHA-1在許多安全協定中廣爲使用，包括TLS和SSL、PGP、SSH、S/MIME和IPsec，曾被視爲是MD5（更早以前被廣爲使用的雜湊函數）的後繼者。但SHA-1的安全性在2000年之後已經不被大多數的加密場景所接受。2017年荷蘭密碼學研究小組CWI和Google正式宣佈攻破了SHA-1。
• SHA-2：2001年發佈，包括SHA-22四、SHA-25六、SHA-38四、SHA-5十二、SHA-512/22四、SHA-512/256。雖然至今還沒有出現對SHA-2有效的攻擊，它的演算法跟SHA-1基本上仍然類似；所以有些人開始發展其餘替代的雜湊演算法。

• SHA-3：2015年正式發佈，SHA-3並非要取代SHA-2，由於SHA-2目前並無出現明顯的弱點。因爲對MD5出現成功的破解，以及對SHA-0和SHA-1出現理論上破解的方法，NIST感受須要一個與以前演算法不一樣的，可替換的加密雜湊演算法，也就是如今的SHA-3。

  其中規定了SHA-1，SHA-224，SHA-256，SHA-384，和SHA-512這幾種單向散列算法。SHA-1，SHA-224和SHA-256適用於長度不超過2^64二進制位的消息。SHA-384和SHA-512適用於長度不超過2^128二進制位的消息。

SHA-1

SHA-1是一種數據加密算法,該算法的思想是接收一段明文，而後以一種不可逆的方式將它轉換成一段（一般更小）密文，也能夠簡單的理解爲取一串輸入碼（稱爲預映射或信息），並把它們轉化爲長度較短、位數固定的輸出序列即散列值（也稱爲信息摘要或信息認證代碼）的過程。散列函數值能夠說是對明文的一種「指紋」或是「摘要」,因此對散列值的數字簽名就能夠視爲對此明文的數字簽名。

SHA-1原理

SHA-1是一種可以根據上限爲2^64位的消息計算出160比特的散列值的單向散列函數，它的分組及對數據的填充方式與MD5是同樣的，512位爲1組，填充數據時先填1，後面填0，一直填滿448位，最後64位表示原始數據長度。

SHA-224

暫時知道SHA-224不支持Android4.2.2版本

持續更新中， 瞭解更多——GitHub傳送門

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