安全-秘钥硬编码解决

导读
程序中经常用到需要用对称加密算法加解密，通常的做法是在代码中写死，硬编码到代码里。但是通过工具分析代码，是可以看到编码信息的，所以安全的做法是做一次变换，再硬编码进去。

秘钥硬编码是常见的安全问题。攻击者拿到编译后的包后，经过分析是可以拿到所有使用到的字符串的（可以使用ida），很容易泄露对称秘钥，导致安全问题。(非对称算法的公钥是可以公开的)

最安全的解决方案是：对称秘钥按照会话随机生成。通过非对称的（比如RSA）算法，两边交换秘钥。

不过大部分场景还是需要把秘钥写在程序中的，对称秘钥如何存储一直是安全的大难题，目前没有什么方案可以保证安全存储对称秘钥的方案，相关的方案只是增加了破解难度而已。

相对安全的方案是：对秘钥进行变换。

使用的数学方法有：

• 移位和循环移位
  　　移位就是将一段数码按照规定的位数整体性地左移或右移。循环右移就是当右移时，把数码的最后的位移到数码的最前头，循环左移正相反。例如，对十进制数码12345678循环右移1位（十进制位）的结果为81234567，而循环左移1位的结果则为23456781。
• 置换
  　　就是将数码中的某一位的值根据置换表的规定，用另一位代替。它不像移位操作那样整齐有序，看上去杂乱无章。这正是加密所需,被经常应用。
• 扩展
  　　就是将一段数码扩展成比原来位数更长的数码。扩展方法有多种,例如,可以用置换的方法，以扩展置换表来规定扩展后的数码每一位的替代值。
• 压缩
  　　就是将一段数码压缩成比原来位数更短的数码。压缩方法有多种，例如，也可以用置换的方法，以表来规定压缩后的数码每一位的替代值。
• 异或
  　　这是一种二进制布尔代数运算。异或的数学符号为⊕ ，它的运算法则如下：
  1⊕1 = 0
  0⊕0 = 0
  1⊕0 = 1
  0⊕1 = 1
  　　也可以简单地理解为，参与异或运算的两数位如相等，则结果为0，不等则为1。
• 迭代
  　　迭代就是多次重复相同的运算，这在密码算法中经常使用，以使得形成的密文更加难以破解。

通常是对秘钥进行变形，然后程序里面提供相关接口在运算过程中获取真实的秘钥。下面是几种常见的简单方案：

方案1：使用RSA加密保存

方案很简单，使用RSA的私钥进行加密，RSA的公钥写死在客户端里，使用的时候使用RSA进行一次解密操作。

优点： 简单容易实现，一般项目里都需要使用非对称的加密方法，利用公开的秘钥做一次解密。
缺点： 如果知道了算法很容易破解。

方案2：使用Base64进行编码，再保存

对秘钥进行Base64编码，然后再解码。

方案3：使用AES再次加密

再使用一次对称加密，两次不要使用相同的秘钥

方案4：自定义方案

下面给一个方案，对数据进行变形。算法如下：

1. 对每一个字节做一次循环右移
2. 对每一个字节用一个表的数据做位异或操作
3. 转为16进制数

相关代码：

//
//  Utils.m
//  Safe
//
//  Created by bolei on 2017/7/18.
//  Copyright © 2017年 bolei. All rights reserved.
//

#import "Utils.h"
#import "NSData+HexString.h"

//使用自己的映射表
char changeMap[16] = {'w','o','s','h','i','b','o','l','e','i','s','h','a','i','g','e'};

@implementation Utils

+ (NSString *)hardKeyEncode:(NSString *)key {
    if ([key length] == 0) {
        return @"";
    }
    NSData *data = [key dataUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding];
    
    
    NSUInteger i, len;
    unsigned char *bytes;
    
    len = data.length;
    bytes = (unsigned char*)data.bytes;
    
    for (i = 0; i < len; i++) {
        NSUInteger index = i % 16;
        unsigned char p = bytes[i];
        p = (p << 7 || p >> 1); //公式：循环左移n位： (x>>(N - n) ) | (x<<n)；循环右移n位： (x<<(N - n) ) | (x>>n)。
        p ^= changeMap[index];
    }
    
    NSData *changeData = [NSData dataWithBytes:bytes length:len];
    NSString *keyHex = [data hexStringFromData:changeData];
    
    return keyHex;
}


+ (NSString *)hardKeyDecode:(NSString *)key {
    if ([key length] == 0) {
        return @"";
    }
    
    NSData *data = [NSData dataFromHexString:key];
    
    if ([data length] == 0) {
        return @"";
    }
    
    NSUInteger i, len;
    unsigned char *bytes;
    
    len = data.length;
    bytes = (unsigned char*)data.bytes;
    
    for (i = 0; i < len; i++) {
        NSUInteger index = i % 16;
        unsigned char p = bytes[i];
        p = (p >> 7 || p << 1); //公式：循环左移n位： (x>>(N - n) ) | (x<<n)；循环右移n位： (x<<(N - n) ) | (x>>n)。
        p ^= changeMap[index];
    }
    
    NSData *changeData = [NSData dataWithBytes:bytes length:len];
    NSString *result = [NSString stringWithUTF8String:changeData.bytes];
    return result;
}

@end

参考

1. IDA使用
2. IOS安全– 字符串加密那点小事