作者：Python进阶者

来源：Python爬虫与数据挖掘

为什么要学习加密算法

在搞逆向进行抓包的时候，可以经常发现一些莫名其妙的字符串，可能是81dc9bdb52d04dc20036dbd8313ed055等之类的一长串字符，这些是怎么生成呢？

这些其实就是加密，加密算法主要分为两大类

• 标准加密算法
• 非标准加密算法

标准加密算法在任何语言中的实现，结果都是一样的。

是应该是一样的，也可能不一样，如果不一样，说明更改了标准算法的某些变量，但是这种情况比较少。

非标准算法那就是自己写的了，这就具有很大的不确定性了，全靠程序员发挥！

注意：

1. 在安卓逆向中，加密算法通常出现在Java层和C++中！
2. 在Java层标准算法是有固定名字的，即使再混淆，固定名字是不能混淆的所以比较好处理！
3. 在C++层标准加密算法是没有固定名字的，那就只能根据算法特征去识别了！

常用标准算法有哪些?

1. 消息摘要算法(散列函数、哈希函数) MD5、SHA、MAC
2. 对称加密算法 DES、3DES、AES
3. 非对称加密算法 RSA
4. 数字签名算法 MD5withRSA、SHA1withRSA、SHA256withRSA

因为本次主要是安卓逆向，所以就将常用的标准加密算法使用Android来复现一下！

我的环境

AndroidStudio 2020.3.1版本
Jdk 8版本

项目

CryptologyDemo.zip

Hex和Base64

Hex和Base64不是加密，它是一种编码！！！

Hex和Base64编码是加密算法中最常用的编码，任何加密算法最终都要选择它的表现形式，而Hex和Base64是最常用的！

添加依赖

api 'com.squareup.okhttp3:okhttp:3.10.0'

记得点击Sync Now

Hex

Hex编码是一种用16个字符(0-9 a-f)表示任意二进制数据的方法！

它是一种编码，而非加密！

Hex主要应用在MD5等加密表现形式上。

代码

//从字符串到hex
byte[] bytes = "zhangsan".getBytes(StandardCharsets.UTF_8);
ByteString of = ByteString.of(bytes);
String hex = of.hex();
Log.d(TAG, "hex:" + hex);

示例

Base64

Base64是一种用64个字符(A-Z a-z 0-9 + / =)表示任意二进制数据的方法。

它是一种编码，而非加密。

相比较之下，Base64应用就广泛的很多，像图片，,长密文甚至文件，都采用Base64，因为可承载的数据很多！

代码

//从字符串到base64
byte[] bytes = "zhangsan".getBytes(StandardCharsets.UTF_8);
ByteString of = ByteString.of(bytes);
 //方式一
String base64 = of.base64();
Log.d(TAG, "base64_1:" + base64);
//方式二
if (android.os.Build.VERSION.SDK_INT >= android.os.Build.VERSION_CODES.O) {
    String s = Base64.getEncoder().encodeToString("zhangsan".getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
    byte[] encode = Base64.getEncoder().encode("zhangsan".getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
    Log.d(TAG, "base64_2:" + s);
    Log.d(TAG, "base64_2:" + new String(encode));
}
//方式三
String s = android.util.Base64.encodeToString("zhangsan".getBytes(StandardCharsets.UTF_8),0);
Log.d(TAG, "base64_3:" + new String(s));

示例

消息摘要算法

消息摘要算法最主要的特征！

密文是不可逆的！

• 就是说,我在客户端把密码通过md5加密了，服务端也得采用相同的方式加密，进行比较。

不定长度输入，固定长度输出

• 就是说，不管是123，还是123456...经过加密，加密的结果都是固定的长度！

加密结果唯一！

MD5

这就是最常用的md5加密，在update时压入数据，通过digest获得加密结果，md5一般通过hex展示加密结果！

MD系列算法

算法摘要长度实现MD2128Java6MD5128Java6MD5128Bouncy Castle

代码

//md5
public static String md5(String plainText) throws Exception {
    MessageDigest md5 = MessageDigest.getInstance("MD5");
    //1. md5加密的数据可以直接放在digest中
    //2. digest是加密之后的数据,但是有不可见字符,不要使用hex或base64来展示
    md5.update(plainText.getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
    byte[] digest = md5.digest();

    //1. 效果完全同上,update可以压入数据,区别是digest是一次性压入,update可以分批次压入
    //byte[] digest = md5.digest(plainText.getBytes(StandardCharsets.UTF_8));

    //使用hex和base64来表示加密之后的数据,因为直接加密的有不可见字符
    ByteString of = ByteString.of(digest);
    String hex = of.hex();
    String base64 = of.base64();
    return hex + "||" + base64;
}

示例

SHA

常用的是sha-1算法，所以本次演示的是sha-1算法。

sha-1算法，甚至来说消息摘要算法基本上api都是通用的。

只需要换一个algorithm即可，所以就不废话了。

SHA系列算法

算法摘要长度实现SHA-1160Java6SHA-256256Java6SHA-384384Java6SHA-512512Java6SHA224224Bouncy Castle

代码

//SHA-1
public static String sha_1(String plainText) throws Exception {
    MessageDigest sha1 = MessageDigest.getInstance("SHA-1");
    sha1.update(plainText.getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
    byte[] digest = sha1.digest();

    ByteString of = ByteString.of(digest);
    String hex = of.hex();
    String base64 = of.base64();
    return hex + "||" + base64;
}

示例

MAC

mac这个名字听着挺牛逼的，其实就是比md5和sha算法多了个密钥而已，不必大惊小怪。

MAC系列算法

算法消息摘要实现HmacMD5128Java6HmacSHA1160Java6HmacSHA256256Java6HmacSHA384384Java6HmacSHA512512Java6HmacMD2128Java6HmacMD4128Bouncy CastleHmacSHA224224Bouncy Castle

代码

public static String mac(String plainText) throws Exception {
    //生成密钥
    SecretKeySpec hmacMD5 = new SecretKeySpec("123".getBytes(StandardCharsets.UTF_8), "HmacMD5");

    //hmacMD5.getAlgorithm()表示获取算法,此时获取的就是HmacMD5
    Mac instance = Mac.getInstance(hmacMD5.getAlgorithm());
    //同上
    //Mac instance = Mac.getInstance("HmacMD5");

    //初始化
    instance.init(hmacMD5);
    //压入数据
    instance.update(plainText.getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
    byte[] doFinal = instance.doFinal();

    //同上
    //byte[] doFinal = instance.doFinal(plainText.getBytes(StandardCharsets.UTF_8));

    ByteString of = ByteString.of(doFinal);
    String hex = of.hex();
    String base64 = of.base64();
    return hex + "||" + base64;
}

示例

对称加密算法

虽然md5也叫加密算法，但是他是无法解密的，但是对称加密算法是可以进行加密和解密的，这就nice很多了。

因为加密和解密使用的密钥相同，所以叫做对称加密算法，那不同的，就是非对称咯！

注意了啊，对称加密算法的密钥是可以随便给的，但是有长度要求的，不是乱给的，但是加密的内容无限制。

各算法密钥长度

• RC4 密钥长度1~256字节
• DES 密钥长度8字节
• 3DES/DESede/TripleDES 密钥长度24字节
• AES 密钥长度16,24,32字节

根据密钥长度不同AES又分为AES-128，AES-192，AES-256

DES

ECB和CBC模式主要区别在于CBC模式需要一个iv向量！

DES算法

ECB模式加解密代码//DES ECB 加密 Cipher
public static String des_encrypt_ECB(String plainText) throws Exception {
//生成des所需要的key
SecretKeySpec desKey = new SecretKeySpec("12345678".getBytes(StandardCharsets.UTF_8), "DES");
//默认工作模式就是ECB,填充模式PKCS5Padding,
//Cipher instance = Cipher.getInstance("DES");
//也可以写全
Cipher instance = Cipher.getInstance("DES/ECB/PKCS5Padding");
//初始化,指定是加密模式还是解密模式和密钥
instance.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, desKey);
//关于Cipher的update似乎有些问题,所以用doFinal的多
//加密内容,返回结果
byte[] doFinal = instance.doFinal(plainText.getBytes(StandardCharsets.UTF_8));

ByteString of = ByteString.of(doFinal);
String hex = of.hex();
String base64 = of.base64();
return hex + "||" + base64;
}

//DES ECB 解密
public static String des_decrypt_ECB(byte[] cipherBytes) throws Exception {
//生成des所需要的key
SecretKeySpec desKey = new SecretKeySpec("12345678".getBytes(StandardCharsets.UTF_8), "DES");
Cipher instance = Cipher.getInstance("DES/ECB/PKCS5Padding");
instance.init(Cipher.DECRYPT_MODE, desKey);
byte[] doFinal = instance.doFinal(cipherBytes);
return new String(doFinal);
}
//ECB
String des_encrypt_ECP = des_encrypt_ECB("zhangsan");
Log.d(TAG, "des加密,ECP模式:" + des_encrypt_ECP);
//加密拿到的des加密,ECP模式base结果为:AtLfLL8jc1n+uVm31GQvyw==
byte[] bytes1 = ByteString.decodeBase64("AtLfLL8jc1n+uVm31GQvyw==").toByteArray();
String s1 = des_decrypt_ECB(bytes1);
Log.d(TAG, "des解密,ECP模式:" + s1);
示例

CBC模式加解密

CBC模式就比ECB多了个iv向量而已，其他用法一样。

代码

//DES CBC,需要iv向量
public static String des_encrypt_CBC(String plainText) throws Exception {
    SecretKeySpec desKey = new SecretKeySpec("12345678".getBytes(StandardCharsets.UTF_8), "DES");
    Cipher instance = Cipher.getInstance("DES/CBC/PKCS5Padding");
    //CBC需要iv向量
    IvParameterSpec ivParameterSpec = new IvParameterSpec("12345678".getBytes());
    //初始化时添加上iv向量
    instance.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, desKey,ivParameterSpec);
    byte[] doFinal = instance.doFinal(plainText.getBytes(StandardCharsets.UTF_8));

    ByteString of = ByteString.of(doFinal);
    String hex = of.hex();
    String base64 = of.base64();
    return hex + "||" + base64;
}

//DES CBC 解密
public static String des_decrypt_CBC(byte[] cipherBytes) throws Exception {
    //生成des所需要的key
    SecretKeySpec desKey = new SecretKeySpec("12345678".getBytes(StandardCharsets.UTF_8), "DES");
    Cipher instance = Cipher.getInstance("DES/CBC/PKCS5Padding");
    IvParameterSpec ivParameterSpec = new IvParameterSpec("12345678".getBytes());
    instance.init(Cipher.DECRYPT_MODE, desKey,ivParameterSpec);
    byte[] doFinal = instance.doFinal(cipherBytes);
    return new String(doFinal);
}

示例

DESede(3DES/TripleDES)

DESede也分CBC和ECB，使用方法同上，这里将他们合二为一！

DESede算法

代码//DESede
public static String DESede_encrypt(String plainText) throws Exception {
SecretKeySpec desKey = new SecretKeySpec("123456781234567812345678".getBytes(), "DESede");
//ECB模式
// Cipher instance = Cipher.getInstance("DESede/ECB/PKCS5Padding");
// instance.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, desKey);
// byte[] doFinal = instance.doFinal(plainText.getBytes(StandardCharsets.UTF_8));

//CBC模式需要iv向量
Cipher instance = Cipher.getInstance("DESede/CBC/PKCS5Padding");
IvParameterSpec ivParameterSpec = new IvParameterSpec("12345678".getBytes());
//初始化时添加上iv向量
instance.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, desKey, ivParameterSpec);
byte[] doFinal = instance.doFinal(plainText.getBytes(StandardCharsets.UTF_8));

ByteString of = ByteString.of(doFinal);
String hex = of.hex();
String base64 = of.base64();
return hex + "||" + base64;
}
//DESede
public static String DESede_decrypt(byte[] cipherBytes) throws Exception {
//生成des所需要的key
SecretKeySpec desKey = new SecretKeySpec("123456781234567812345678".getBytes(StandardCharsets.UTF_8), "DESede");
//ECB模式
// Cipher instance = Cipher.getInstance("DESede/ECB/PKCS5Padding");
// instance.init(Cipher.DECRYPT_MODE, desKey);
// byte[] doFinal = instance.doFinal(cipherBytes);

//CBC模式
Cipher instance = Cipher.getInstance("DESede/CBC/PKCS5Padding");
IvParameterSpec ivParameterSpec = new IvParameterSpec("12345678".getBytes());
instance.init(Cipher.DECRYPT_MODE, desKey,ivParameterSpec);
byte[] doFinal = instance.doFinal(cipherBytes);
return new String(doFinal);
}
//DESede
String deSede_encrypt = DESede_encrypt("zhangsan");
Log.d(TAG, "DESede加密:" + deSede_encrypt);
//AtLfLL8jc1n+uVm31GQvyw==
byte[] bytes3 = ByteString.decodeBase64("3M7YukhZweaysZBNnqYLBw==").toByteArray();
String s3 = DESede_decrypt(bytes3);
Log.d(TAG, "DESede解密:" + s3);
示例

AES

AES算法是对称加密算法中最常用的算法！

AES也分CBC和ECB，这里也合二为一的！

AES算法

代码public static String AES_encrypt(String plainText) throws Exception {
SecretKeySpec secretKeySpec = new SecretKeySpec("0123456789abcdef".getBytes(), "AES");
//ECB模式
Cipher instance = Cipher.getInstance("AES/ECB/PKCS5Padding");
instance.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secretKeySpec);
byte[] doFinal = instance.doFinal(plainText.getBytes(StandardCharsets.UTF_8));

//CBC模式需要iv向量
// Cipher instance = Cipher.getInstance("DESede/CBC/PKCS5Padding");
// IvParameterSpec ivParameterSpec = new IvParameterSpec("12345678".getBytes());
// //初始化时添加上iv向量
// instance.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, desKey, ivParameterSpec);
// byte[] doFinal = instance.doFinal(plainText.getBytes(StandardCharsets.UTF_8));

ByteString of = ByteString.of(doFinal);
String hex = of.hex();
String base64 = of.base64();
return hex + "||" + base64;
}

public static String AES_decrypt(byte[] cipherBytes) throws Exception {
//生成des所需要的key
SecretKeySpec secretKeySpec = new SecretKeySpec("0123456789abcdef".getBytes(), "AES");
//ECB模式
Cipher instance = Cipher.getInstance("AES/ECB/PKCS5Padding");
instance.init(Cipher.DECRYPT_MODE, secretKeySpec);
byte[] doFinal = instance.doFinal(cipherBytes);

//CBC模式
// Cipher instance = Cipher.getInstance("DESede/CBC/PKCS5Padding");
// IvParameterSpec ivParameterSpec = new IvParameterSpec("12345678".getBytes());
// instance.init(Cipher.DECRYPT_MODE, desKey, ivParameterSpec);
// byte[] doFinal = instance.doFinal(cipherBytes);

return new String(doFinal);
}
示例

非堆成加密算法

非堆成加密算法中，最常用最典型的加密算法就是RSA。原来说过，对称加密算法是因为加密解密用的是同一个密钥，但是非对称就不是了。

它需要一堆，称为公钥和私钥，当然，密钥不是随便写的！

在线密钥生成网站:http://web.chacuo.net/netrsakeypair

• 公钥加密，私钥解密。
• 私钥加密，公钥解密。
• 一般公钥是公开的，私钥保密，私钥包含公钥。
• 加密安全，但是性能差，加密长度有限制。
• RSA可以用于加密解密，也可以用来数据签名。
• Java中的私钥必须是pkcs8格式。

RSA

RSA算法

代码 //RSA
//解析公钥key并返回
public static PublicKey generatePublic(String publicKeyBase64) throws Exception {
byte[] bytes = ByteString.decodeBase64(publicKeyBase64).toByteArray();
X509EncodedKeySpec x509EncodedKeySpec = new X509EncodedKeySpec(bytes);
KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance("RSA");
return keyFactory.generatePublic(x509EncodedKeySpec);
}

public static PrivateKey generatePrivate(String privateKeyBase64) throws Exception {
byte[] bytes = ByteString.decodeBase64(privateKeyBase64).toByteArray();
PKCS8EncodedKeySpec pkcs8EncodedKeySpec = new PKCS8EncodedKeySpec(bytes);
KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance("RSA");
return keyFactory.generatePrivate(pkcs8EncodedKeySpec);
}
//RSA 这里使用私钥解密
public static String RSAPrivateDecrypt(byte[] cipherBytes) throws Exception {
String BEGIN_PRIVATE_KEY = "MIICdgIBADANBgkqhkiG9w0BAQEFAASCAmAwggJcAgEAAoGBAMOVkFb2U8aOxLZr\n" +
"v/R/Vq/8+vB1fp4GnLLmBhH/g343Q5J6/9AVqbflgf9DRgzP/zBUoauRQnvfsUBt\n" +
"6NXKv3t2bkkAkA4ulCqk6+pxW/Zy03LyyADUtkBrDrTfGHqaw6vJSp0qjT56u563\n" +
"V0nOoUboUmj+AIZRrzNEcwAKa7B1AgMBAAECgYB4oflDCe+mGkzOTys4PIpVRe3o\n" +
"/i84fM+NsD6yPyz1XlS5NlAuIg5qNI63yOCd6nR1dN26mn+tM8159dCUfNcY1W3F\n" +
"JaTvBZKD5+6fDUKQ5UfHhlrd4rVxWKK+kuhdYe67/Y6twrMzL/TE+OXmn7jdxuq2\n" +
"Au93oa2kxraM6pGJCQJBAN/P+ckCGRl26UraqzP3XwrVPq+yGQUMb8y627MXwVJJ\n" +
"LsE3c9vuoDkm79rYN8jCXbxSkUbBpxopHYfdSxT/Dt8CQQDftlI8PZXDzJLlJAmm\n" +
"LynoC7OO52sdC+PoqndJ04DDjo1rg6fcWaaIXFmOL/WTn5HJt8pa4r7vi54DChZ7\n" +
"ju8rAkBUBUSVdGctyxk7k6mv4Y7Zh0J4PNjtr0SNTBzMN//IP1cBDCs/hm655ecn\n" +
"dgJDKMx9tVV6hZqQ1JyUc7wLDtFrAkB1s6ZmvXw7jTnIR4KwJeZliSqKyGVJ3gSm\n" +
"WHH0rMv1l93+MEG0JJMC8ZvIvKD3b6Azwng8A0q0HAAh1z/m+FgLAkEA0PahyHnX\n" +
"ZCzB5ic4QvkiKCqZ+SyibYXOGxBGyCXkuirCwqrtaEorrFxgNEssdpHcEmk71+nv\n" +
"gvrL5QkvgcLvMA==";
PrivateKey privateKey = generatePrivate(BEGIN_PRIVATE_KEY);
Cipher instance = Cipher.getInstance("RSA/ECB/PKCS1Padding");
instance.init(Cipher.DECRYPT_MODE,privateKey);
byte[] doFinal = instance.doFinal(cipherBytes);

return new String(doFinal);
}
//RSA 使用公钥加密
public static String RSAPublicEncrypt(String plainText) throws Exception {
String BEGIN_PUBLIC_KEY = "MIGfMA0GCSqGSIb3DQEBAQUAA4GNADCBiQKBgQDDlZBW9lPGjsS2a7/0f1av/Prw\n" +
"dX6eBpyy5gYR/4N+N0OSev/QFam35YH/Q0YMz/8wVKGrkUJ737FAbejVyr97dm5J\n" +
"AJAOLpQqpOvqcVv2ctNy8sgA1LZAaw603xh6msOryUqdKo0+eruet1dJzqFG6FJo\n" +
"/gCGUa8zRHMACmuwdQIDAQAB";
PublicKey publicKey = generatePublic(BEGIN_PUBLIC_KEY);
Cipher instance = Cipher.getInstance("RSA/ECB/PKCS1Padding");
instance.init(Cipher.ENCRYPT_MODE,publicKey);
byte[] doFinal = instance.doFinal(plainText.getBytes());

ByteString of = ByteString.of(doFinal);
return of.base64();
}
//RSA
//加密
String rsaPublicEncrypt = RSAPublicEncrypt("zhangsan");
Log.d(TAG, "RSA加密:" + rsaPublicEncrypt);
//解密
byte[] bytes5 = ByteString.decodeBase64(rsaPublicEncrypt).toByteArray();
String rsaPrivateDecrypt = RSAPrivateDecrypt(bytes5);
Log.d(TAG, "RSA解密:" + rsaPrivateDecrypt);
示例

总结

本文讲述的加密算法主要分为三大类，也是最常用的几个加密算法。

• 消息摘要算法(MD5，SHA1，MAC)
• 对称加密算法(DES，DESede，AES)
• 非堆成加密算法(RSA)

经过比较发现，在Java中加密算法有几大特点

• 通过MessageDigest类生成的算法有MD5,SHA1
• 通过Mac类生成的算法有MAC
• 通过Cipher生成的算法有DES，DESede，AES，RSA

嗯，似乎你不太懂什么意思，意思就是可以通过类反推算法。

这样就可以完成自吐算法了，什么算法直接都一把梭哈了，后面再讲！

如果在操作过程中有任何问题，记得下面留言，我们看到会第一时间解决问题。

越努力，越幸运。

我是码农星期八，如果觉得还不错，记得动手点赞一下哈。

感谢你的观看。

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