Swift - 如何实现字符串的HMAC_SHA1加密

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／私钥对不一样)一块儿使用的消息身份验证机制。基原本说，消息与密钥组合并运行散列函数。而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. 客户端发出登陆请求（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. 客户端将该随机值做为密钥，用户密码进行hmac运算，而后提交给服务器
4. 服务器读取用户数据库中的用户密码和步骤2中发送的随机值作与客户端同样的hmac运算，而后与用户发送的结果比较，若是结果一致则验证用户合法

 

在这个过程当中，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，大大加强了安全性和实用性。大多数的语言都实现了hmac算法，好比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，通常称为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，该算法通过加密专家多年来的发展和改进已日益完善，如今已成为公认的最安全的散列算法之一，并被普遍使用。该算法的思想是接收一段明文，而后以一种不可逆的方式将它转换成一段（一般更小）密文，也能够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。散列函数值能够说时对明文的一种“指纹”或是“摘要”因此对散列值的数字签名就能够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。它能够有效地防止数据在传输过程当中被截获和篡改，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能够获得很好的应用，在目前网络安全也获得较好的实现。

 

4，下面演示如何使用Swift进行HMAC_SHA1计算

（1）首先建立桥接头文件bridge.h来包含须要引用的Objective-C头文件，并在项目中配置

1	# 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，还可使用其它算法好比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

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

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 *****/

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