XOR 加密简介
本文介紹一種簡單高效、非常安全的加密方法：XOR 加密。
一、 XOR 運算
邏輯運算之中，除了?AND?和?OR，還有一種?XOR?運算，中文稱為"異或運算"。
它的定義是：兩個值相同時，返回false，否則返回true。也就是說，XOR可以用來判斷兩個值是否不同。
true XOR true // false
false XOR false // false
true XOR false // true
true XOR false // true
JavaScript 語言的二進制運算，有一個專門的 XOR 運算符，寫作^。
1 ^ 1 // 0
0 ^ 0 // 0
1 ^ 0 // 1
0 ^ 1 // 1
上面代碼中，如果兩個二進制位相同，就返回0，表示false；否則返回1，表示true。
二、 XOR 的應用
XOR 運算有一個很奇妙的特點：如果對一個值連續(xù)做兩次 XOR，會返回這個值本身。
// 第一次 XOR
1010 ^ 1111 // 0101
// 第二次 XOR
0101 ^ 1111 // 1010
上面代碼中，原始值是1010，再任意選擇一個值（上例是1111），做兩次 XOR，最后總是會得到原始值1010。這在數(shù)學上是很容易證明的。
三、加密應用
XOR 的這個特點，使得它可以用于信息的加密。
message XOR key // cipherText
cipherText XOR key // message
上面代碼中，原始信息是message，密鑰是key，第一次 XOR 會得到加密文本cipherText。對方拿到以后，再用key做一次 XOR 運算，就會還原得到message。
四、完美保密性
二戰(zhàn)期間，各國為了電報加密，對密碼學進行了大量的研究和實踐，其中就包括 XOR 加密。
戰(zhàn)后，美國數(shù)學家香農(nóng)（Claude Shannon）將他的研究成果公開發(fā)表，證明了只要滿足兩個條件，XOR 加密是無法破解的。
- key的長度大于等于message
- key必須是一次性的，且每次都要隨機產(chǎn)生
理由很簡單，如果每次的key都是隨機的，那么產(chǎn)生的CipherText具有所有可能的值，而且是均勻分布，無法從CipherText看出message的任何特征。也就是說，它具有最大的"信息熵"，因此完全不可能破解。這被稱為 XOR 的"完美保密性"（perfect secrecy）。
滿足上面兩個條件的key，叫做?one-time pad（縮寫為OTP），意思是"一次性密碼本"，因為以前這樣的key都是印刷成密碼本，每次使用的時候，必須從其中挑選key。
五、實例：哈希加密
下面的例子使用 XOR，對用戶的登陸密碼進行加密。實際運行效果看這里。
第一步，用戶設置登陸密碼的時候，算出這個密碼的哈希，這里使用的是 MD5 算法，也可以采用其他哈希算法。
const message = md5(password);
第二步，生成一個隨機的 key。
// 生成一個隨機整數(shù)，范圍是 [min, max]
function getRandomInt(min, max) {
return Math.floor(Math.random() * (max - min + 1)) + min;
}
// 生成一個隨機的十六進制的值，在 0 ～ f 之間
function getHex() {
let n = 0;
for (let i = 4; i > 0; i--) {
n = (getRandomInt(0, 1) << (i - 1)) + n;
}
return n.toString(16);
}
// 生成一個32位的十六進制值，用作一次性 Key
function getOTP() {
const arr = [];
for (let i = 0; i < 32; i++) {
arr.push(getHex());
}
return arr.join('');
}
上面代碼中，生成的key是32位的十六進制值，對應 MD5 產(chǎn)生的128位的二進制哈希。
第三步，進行 XOR 運算，求出加密后的message。
function getXOR(message, key) {
const arr = [];
for (let i = 0; i < 32; i++) {
const m = parseInt(message.substr(i, 1), 16);
const k = parseInt(key.substr(i, 1), 16);
arr.push((m ^ k).toString(16));
}
return arr.join('');
}
使用這種方法保存用戶的登陸密碼，即使加密文本泄露，只要一次性的密鑰（key）沒有泄露，對方也無法破解。
（完）
總結
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