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  • ... 上一篇详细介绍了为什么要对HTTP进行加密,以及对HTTP进行加密的两种主要手段。也穿插了,在我以前开发过程中,对HTTP内容进行加密的知识。这一篇,主要是讲对通信过程的加密,也就是所说...

            苹果已经确定,在iOS9中通信机制采用HTTPS了。

            第一篇:http://www.cnblogs.com/ziyi--caolu/p/4742577.html

            上一篇详细介绍了为什么要对HTTP进行加密,以及对HTTP进行加密的两种主要手段。也穿插了,在我以前开发过程中,对HTTP内容进行加密的知识。这一篇,主要是讲对通信过程的加密,也就是所说的HTTPS了。

     

            简单的说,其实  HTTPS = HTTP  +  加密  +  认证  +  完整性保护

           为了统一解决上一篇中提到的HTTP各种安全问题,需要在HTTP上加入加密处理和认证机制,把加了加密和认证机制的HTTP称为HTTPS。

           

     

            使用HTTPS通信时,不再是http://     而是https://

     

            A、身披SSL(Secure Socket Layer  安全套接层)的HTTP,即HTTPS

                HTTPS并非是应用层的一种新协议,只是HTTP通信接口部分用SSL协议(TLS协议)代替而已。通常,HTTP直接和TCP通信。当使用SSL时,则是HTTP先和SSL通信,再由SSL和TCP通信。在采用SSL之后,HTTP就拥有了HTTPS的加密、证书、完整性保护功能,SSL是独立于HTTP协议的,也就是说,不光是HTTP协议,其他运行在应用层的协议,都是可以使用SSL的。

     

            B、相互交换密钥的公开密钥加密技术

                 SSL采用的是一种叫做公开密钥加密的加密处理方式(近代的加密方法中加密算法是公开的,而密钥是保密的,加密和解密都要用到密钥,没有密钥,也就无法解密,但如果密钥被攻击者得到,那么加密也就失去了意义)。

                 

                 1、共享密钥加密的困境

                     加密与解密使用的是同一个密钥的加密方式称之为共享密钥加密(对称密钥加密)。以这种方式加密时,必须将密钥也发给对方,同样的,如果可以确保密钥可以安全的到达,那么数据也是可以安全到达的。

     

                 2、使用两把密钥的公开密钥加密

                     公开密钥加密的方式很好的解决了共享密钥加密的问题。公开密钥加密使用一对非对称的密钥。一把为私钥(私有密钥),一把为公钥(公开密钥),其中私有密钥不能让任何人得知,而公开密钥则可以随意公布。

                     加密方式:

                                  发送密文的那一端,使用对方的公开密钥进行加密处理,对方接收到被加密的信息后,使用私钥对此密文进行解密。

                    利用这种方式,不需要发送用来解密的私钥。从而解决了共享密钥加密存在的问题。

                   

             3、使用混合加密机制的HTTPS

                   HTTPS采用共享密钥加密和公开密钥加密的混合加密机制。如果为了实现密钥的安全,那么可以考虑仅使用公开密钥加密技术。(公开密钥加密比共享密钥加密处理速度要慢)

                   所以,应当充分利用两者的优势,将多种方法组合起来进行通信:在交换密钥环节,使用公开密钥加密技术(比如说,从客户端到服务器,那么在这样一个安全的通信中,客户端可以将共享密钥加密中的密钥用公开密钥加密中的公钥进行加密,发送给服务器,然后服务器使用公开密钥加密技术的私钥进行解密,就拿到了共享密钥加密技术中的私钥),之后建立通信报文交换的阶段则可使用共享密钥加密技术。

                   

     

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  • C#中CA加密与DES加密混合使用

    千次阅读 2016-10-03 11:20:42
    所以在加密过程中使用了CA加密来保证加密的安全,所谓的CA加密就是由证书机构提供秘钥的RSA算法,秘钥长度1024位,RSA加密算法的原理就不赘述了,可以简单的理解解密是加密的数学逆运算,但是通过数学手段的

    这段时间搞了个接口加密的重写,感觉信息的加密在数据传输中还是比较重要的,小小的研究了下,做点笔记,以备查阅。

    在信息加密的过程中,有两个最为重要的问题,安全与效率,什么是安全的关键,秘钥!所以在加密过程中使用了CA加密来保证加密的安全,所谓的CA加密就是由证书机构提供秘钥的RSA算法,秘钥长度为1024位,RSA加密算法的原理就不赘述了,可以简单的理解为解密是加密的数学逆运算,但是通过数学手段的构造,可以使加密与解密的秘钥不同,即公钥加密,私钥解密,最大程度的保护了信息安全。在C#中使用RSA加密可以使用系统封装好的RSACryptoServiceProvider类来实现加密,分为以下几步:

    1.获取加密公钥的路径

     string fileName = @"E:\BlogDemo\DESDemo\DESDemo\CAPublicKey.cer";

    2.根据公钥创建证书中心类,从而从公钥的xml中获取加密秘钥

     X509Certificate2 objx5092;
                if (string.IsNullOrEmpty(password))
                    objx5092 = new X509Certificate2(fileName);
                else
                    objx5092 = new X509Certificate2(fileName, password);

    RSACryptoServiceProvider rsa = new RSACryptoServiceProvider();
                rsa.FromXmlString(objx5092.PublicKey.Key.ToXmlString(false));

    3.需要注意的一点是加密块最大长度限制,如果加密数据的长度超过秘钥长度/8-11,会引发长度不正确的异常,所以进行数据的分块加密,这是由于c#封装的类库中使用的是RSA PKCS1padding 填充模式,密钥长度为1024位,那么输出的密文块长度为128个字节,输入的明文块长度为127-10,即输入的明文块最大是117位,如果输入的明文块小于117位,比如输入的明文块长度为64位,那么会对这个明文块进行补位,在明文块前添加一位的0x02字节(代表公钥加密)然后后面的52位为随机的字节,在补位的最后一位,{即52(117-64-1),从零开始的},添加一位的字节0x00,在补位的在补位的后面添加实际的明文块

      int MaxBlockSize = rsa.KeySize / 8 - 11;
                //正常长度
                if (data.Length <= MaxBlockSize)
                {
                    byte[] hashvalueEcy = rsa.Encrypt(data, false); //加密
                    return Convert.ToBase64String(hashvalueEcy);
                }
                //长度超过正常值
                else
                {
                    using (MemoryStream PlaiStream = new MemoryStream(data))
                    using (MemoryStream CrypStream = new MemoryStream())
                    {
                        Byte[] Buffer = new Byte[MaxBlockSize];
                        int BlockSize = PlaiStream.Read(Buffer, 0, MaxBlockSize);
                        while (BlockSize > 0)
                        {
                            Byte[] ToEncrypt = new Byte[BlockSize];
                            Array.Copy(Buffer, 0, ToEncrypt, 0, BlockSize);


                            Byte[] Cryptograph = rsa.Encrypt(ToEncrypt, false);
                            CrypStream.Write(Cryptograph, 0, Cryptograph.Length);
                            BlockSize = PlaiStream.Read(Buffer, 0, MaxBlockSize);
                        }
                        return Convert.ToBase64String(CrypStream.ToArray(), Base64FormattingOptions.None);
                    }
                }

    在RSA加密的过程中需要进行繁杂的数学计算从而进行数据的加密解密,如果数据量很大的话,效率就会十分低下,所以RSA加密通常用来验证签名或者加密秘钥。而加密运算效率较高的就是对称加密,在这里我们使用DES加密,DES加密中只涉及到四个变量,原文,秘钥,加密向量,密文,原理简单来说是通过秘钥对数据分块进行位移变化达到加密解密的效果。默认的加密运算模式为CBC,为密码块链模式,每个加密块都与前一段加密数据相关联,防止了词典攻击,但数据独立性较差;DES的填充模式为PaddingMode.PKCS7,即当明文的加密块数据小于块长度时,自动填充,达到加密长度;加密向量的作用是防止在明文中重复的内容带入密文中,加密向量会在每块文字段都会依次加上一段值,从而密文中就不会出现重读的段落。

    DES算法加密代码示例如下所示:

        byte[] keyBytes = Encoding.UTF8.GetBytes(key.Substring(0, 8));
                byte[] keyIV = Keys;
                byte[] inputByteArray = Encoding.UTF8.GetBytes(encryptString);
                DESCryptoServiceProvider provider = new DESCryptoServiceProvider();
                MemoryStream mStream = new MemoryStream();
                CryptoStream cStream = new CryptoStream(mStream, provider.CreateEncryptor(keyBytes, keyIV), CryptoStreamMode.Write);
                cStream.Write(inputByteArray, 0, inputByteArray.Length);
                cStream.FlushFinalBlock();
                return Convert.ToBase64String(mStream.ToArray());

    所有,综上所述,使用DES加密算法加密明文,使用RSA算法加密秘钥,是效率与安全取得平衡的一个较好的处理方法。

    csdn完整示例资源下载地址:http://download.csdn.net/detail/u013407099/9645037

    (出于信息保护,CA加密的公钥与私钥需要自己从IIS生成)

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  • 报文明文传输,存在被窃听的风险--ssl提供报文加密机制 无法判定通信方的身份,可能遭遇伪装--ssl的证书机制,需要请求方和服务端拥有相同的公钥证书 无法验证报文的完整性,可能已经被篡改--ssl的数字签名机制,...

    http到https,https解决什么问题


    报文为明文传输,存在被窃听的风险--ssl提供报文加密机制
    无法判定通信方的身份,可能遭遇伪装--ssl的证书机制,需要请求方和服务端拥有相同的公钥证书
    无法验证报文的完整性,可能已经被篡改--ssl的数字签名机制,MD5和SHA-1等散列值校验的方法
    https本质上是将http通信接口部分使用ssl和tls协议替代,即原本http和tcp层直接通信,现在变为http先和ssl层通信,然后ssl和tcp层通信。

    三种加密方法及其优缺点:


    1对称加密--加解密使用同一秘钥

    解密和加密用同一个秘钥的方式成为共享秘钥加密;
    共享秘钥加密必须先将秘钥发给对方,这个时候如果通信被监听,那么秘钥可能落入攻击者手中,同时失去了加密的意义,另外需要安全保管接收到的秘钥。

    2非对称(公开)秘钥加密--加解密使用不同的秘钥


    公开密钥使用一对非对称的秘钥,包括一把公开秘钥和一把私有秘钥;发送密文的一方利用公开秘钥对报文加密,接收密文方则用私有秘钥对加密后的密文解密。
    优点:私钥完全不用传输,所以很安全。
    缺点:处理速度相对共享秘钥较慢。

    3混合加密机制

    使用混合加密的原因:非对称秘钥加密会比较慢,但是私钥不用传输安全,而对称秘钥方式则相反,为了充分利用两者优缺点,产生了混合加密机制
    解决方案:即通信建立之初采用公开加密的方式传输对称秘钥方式中的同一秘钥,这样确保了共享秘钥的安全性,然后以后的通信均采用对称加密方式,这样提升了通信速度

    https请求过程


    https使用的是混合加密机制,其大概请求和处理过程如下图:



    1、客户端发起HTTPS请求
    这个没什么好说的,就是用户在浏览器里输入一个https网址,然后连接到server的443端口。
    2、服务端的配置
    采用HTTPS协议的服务器必须要有一套数字证书,可以自己制作,也可以向组织申请,区别就是自己颁发的证书需要客户端验证通过,才可以继续访问,而使用受信任的公司申请的证书则不会弹出提示页面(startssl就是个不错的选择,有1年的免费服务)。
    这套证书其实就是一对公钥和私钥,如果对公钥和私钥不太理解,可以想象成一把钥匙(私钥)和一个锁头(公钥),只是全世界只有你一个人有这把钥匙(私钥),你可以把锁头给别人,别人可以用这个锁把重要的东西锁起来,然后发给你,因为只有你一个人有这把钥匙,所以只有你才能看到被这把锁锁起来的东西。
    3、传送证书
    这个证书其实就是公钥,只是包含了很多信息,如证书的颁发机构,过期时间等等。
    4、客户端解析证书
    这部分工作是有客户端的TLS来完成的,首先会验证公钥是否有效,比如颁发机构,过期时间等等,如果发现异常,则会弹出一个警告框,提示证书存在问题。
    如果证书没有问题,那么就生成一个随机值(以后作为对称秘钥方式的共享秘钥),然后用证书(公钥)对该随机值进行加密,就好像上面说的,把随机值用锁头锁起来,这样除非有钥匙,不然看不到被锁住的内容。
    5、传送加密信息
    这部分传送的是用公钥(证书)加密后的随机值,目的就是让服务端得到这个随机值(对称加密的秘钥),以后客户端和服务端的通信就可以通过这个随机值(共享秘钥)来进行对称加密解密了。
    6、服务端解密共享秘钥
    服务端用自己的私钥解密后,得到了客户端传过来的随机值(共享秘钥),注意这里对称加密的秘钥的传输方式采用的是公开秘钥方式,确保了共享秘钥的安全传输。然后以后的通信,都会采用对称秘钥方式将通信内容加密,即把内容通过该共享秘钥进行对称加密,所谓对称加密就是,将信息和共享秘钥通过某种算法混合在一起,这样除非知道共享秘钥和加密算法,不然无法获取内容,而正好客户端和服务端都知道这个共享秘钥,所以只要加密算法够彪悍,共享秘钥够复杂,数据就够安全。
    7、传输加密后的信息
    这部分信息是服务端用对称加密方式加密后的信息,可以在客户端被还原。
    8、客户端解密信息
    客户端用之前生成的随机值(共享秘钥)解密服务段传过来的信息,于是获取了解密后的内容,整个过程第三方即使监听到了数据,因为没有共享秘钥也会束手无策。客户端之所以你能够正常解密是因为以下两点:
    A服务端和客户端拥有相同的随机值(共享秘钥),是采用公开秘钥方式传输的。
    B服务端和客户端使用相同的算法和随机值(共享秘钥)对内容进行加解密。

    使用SPDY加快你的网站速度

    2012年google如一声惊雷提出了SPDY的方案,大家才开始从正面看待和解决老版本HTTP协议本身的问题,SPDY可以说是综合了HTTPS和HTTP两者有点于一体的传输协议,主要解决:

    1. 降低延迟,针对HTTP高延迟的问题,SPDY优雅的采取了多路复用(multiplexing)。多路复用通过多个请求stream共享一个tcp连接的方式,解决了HOL blocking的问题,降低了延迟同时提高了带宽的利用率。
    2. 请求优先级(request prioritization)。多路复用带来一个新的问题是,在连接共享的基础之上有可能会导致关键请求被阻塞。SPDY允许给每个request设置优先级,这样重要的请求就会优先得到响应。比如浏览器加载首页,首页的html内容应该优先展示,之后才是各种静态资源文件,脚本文件等加载,这样可以保证用户能第一时间看到网页内容。
    3. header压缩。前面提到HTTP1.x的header很多时候都是重复多余的。选择合适的压缩算法可以减小包的大小和数量。
    4. 基于HTTPS的加密协议传输,大大提高了传输数据的可靠性。
    5. 服务端推送(server push),采用了SPDY的网页,例如我的网页有一个sytle.css的请求,在客户端收到sytle.css数据的同时,服务端会将sytle.js的文件推送给客户端,当客户端再次尝试获取sytle.js时就可以直接从缓存中获取到,不用再发请求了。

    SPDY位于HTTP之下,TCP和SSL之上,这样可以轻松兼容老版本的HTTP协议(将HTTP1.x的内容封装成一种新的frame格式),同时可以使用已有的SSL功能。

    HTTP2.0的前世今生

    顾名思义有了HTTP1.x,那么HTTP2.0也就顺理成章的出现了。HTTP2.0可以说是SPDY的升级版(其实原本也是基于SPDY设计的),但是,HTTP2.0 跟 SPDY 仍有不同的地方,主要是以下两点:

    • HTTP2.0 支持明文 HTTP 传输,而 SPDY 强制使用 HTTPS
    • HTTP2.0 消息头的压缩算法采用 HPACK,而非 SPDY 采用的 DEFLATE

    HTTP2.0的新特性

    • 新的二进制格式(Binary Format),HTTP1.x的解析是基于文本。基于文本协议的格式解析存在天然缺陷,文本的表现形式有多样性,要做到健壮性考虑的场景必然很多,二进制则不同,只认0和1的组合。基于这种考虑HTTP2.0的协议解析决定采用二进制格式,实现方便且健壮。
    • 多路复用(MultiPlexing),即连接共享,即每一个request都是是用作连接共享机制的。一个request对应一个id,这样一个连接上可以有多个request,每个连接的request可以随机的混杂在一起,接收方可以根据request的 id将request再归属到各自不同的服务端请求里面。 
    • header压缩,如上文中所言,对前面提到过HTTP1.x的header带有大量信息,而且每次都要重复发送,HTTP2.0使用encoder来减少需要传输的header大小,通讯双方各自cache一份header fields表,既避免了重复header的传输,又减小了需要传输的大小。
    • 服务端推送(server push),同SPDY一样,HTTP2.0也具有server push功能。目前,有大多数网站已经启用HTTP2.0,例如YouTuBe淘宝网等网站,利用chrome控制台可以查看是否启用H2:

    参考:http://www.alloyteam.com/2016/07/httphttp2-0spdyhttps-reading-this-is-enough/

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  • 开发背景 最近公司项目的小程序出现黑客利用抓包工具解析参数并恶意调用接口的情况...为什么使用混合加密? 非对称加解密算法在加解密大对象的时候性能较差,而对称性加解密性能较好,所以用对称性加密算法加密真实数据

    开发背景

    最近公司项目的小程序出现黑客利用抓包工具解析参数并恶意调用接口的情况。虽然我们的服务器安装了HTTPS证书,但是由于小程序的局限性,无法做到客户端对服务端请求的加密。别有用心的人安装抓包工具后可以轻易抓到与我们服务器的请求和返回数据。在研究了HTTPS的原理后,在前后端数据传输前,再次将数据加密一次。

    设计思路

    端对端的加/解密过程类似于HTTPS加密,执行加解密过程如下图

    为什么使用混合加密?

    非对称加解密算法在加解密大对象的时候性能较差,而对称性加解密性能较好,所以用对称性加密算法加密真实数据,非对称性算法加密对称性秘钥。

    确定思路后,就开始找RSA和AES加解密的工具类。因为我这边对小程序代码不熟悉,所以利用thymeleaf模板进行模拟小程序端。

    在这里插入图片描述

    开发思路

    1.加/解密过程肯定会带来性能损耗,所以只需要在关键的接口/返回数据进行处理

    2.加/解密对原来代码无侵入性,加入功能后原先接口的入参和返回参数不需要修改。所以选用AOP环绕和自定义注解(@Decrypt,@Encrypt)来实现,解密的时候利用反射获取接口入参对应的类,获取到request流里的数据并解密后生成类对象再进行传递。加密的时候获取返回对象,进行加密再传递

    3.A->B加/解密和B->A加解密 是两端独立的过程,所以需要配置两套RSA秘钥

    这里附上环绕的实现过程

    /**
     *  AES + RSA 加解密环绕处理
     *
     * @param:
     * @return:
     * @auther: liyiyu
     * @date: 2020/6/27 23:29
     */
    @Slf4j
    @Aspect
    @Component
    public class SafetyAspect {
    
        /**
         * Pointcut 切入点
         * 匹配
         */
        @Pointcut(value = "execution(public * com.lee.controller.*.*(..))")
        public void safetyAspect() {
        }
    
        @Around(value = "safetyAspect()")
        public Object around(ProceedingJoinPoint pjp) {
            try {
    
                ServletRequestAttributes attributes = (ServletRequestAttributes) RequestContextHolder.getRequestAttributes();
                assert attributes != null;
                //request对象
                HttpServletRequest request = attributes.getRequest();
    
                //http请求方法  post get
                String httpMethod = request.getMethod().toLowerCase();
    
                //method方法
                Method method = ((MethodSignature) pjp.getSignature()).getMethod();
    
                //method方法上面的注解
                Annotation[] annotations = method.getAnnotations();
    
                //方法的形参参数
                Object[] args = pjp.getArgs();
    
                //是否有@Decrypt
                boolean hasDecrypt = false;
                //是否有@Encrypt
                boolean hasEncrypt = false;
                for (Annotation annotation : annotations) {
                    if (annotation.annotationType() == Decrypt.class) {
                        hasDecrypt = true;
                    }
                    if (annotation.annotationType() == Encrypt.class) {
                        hasEncrypt = true;
                    }
                }
    
    
                //执行方法之前解密,且只拦截post请求
                if ("post".equals(httpMethod) && hasDecrypt) {
    
                    BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(request.getInputStream(), "UTF-8"));
                    String line;
                    StringBuilder sb = new StringBuilder();
                    while ((line = br.readLine()) != null) {
                        sb.append(line);
                    }
                    br.close();
                    JSONObject jsonObject = JSONObject.parseObject(sb.toString());
    
    
                    //AES加密后的数据
                    String data = jsonObject.getString("data");
                    //后端RSA公钥加密后的AES的key
                    String aesKey = jsonObject.getString("aesKey");
                    //前端私钥
                    String privateKey = "";
    
    
                    //后端私钥解密的到AES的key
                    byte[] plaintext = RsaUtil.decryptByPrivateKey(Base64.decodeBase64(aesKey), privateKey);
                    aesKey = new String(plaintext);
                    log.info("解密出来的AES的key:" + aesKey);
    
                    //RSA解密出来字符串多一对双引号d
                    aesKey = aesKey.substring(1, aesKey.length() - 1);
    
                    //AES解密得到明文data数据
                    String decrypt = AesUtil.decrypt(data, aesKey);
    
                    log.info("解密出来的data数据:" + decrypt);
    
                    if (args.length > 0) {
                        args[0] = JSONObject.parseObject(decrypt,args[0].getClass());
                    }
                }
    
                //执行目标方法
                //PS:这里有一个需要注意的地方,方法必须public修饰
                Object obj = pjp.proceed(args);
    
                //返回结果之前加密
                if (hasEncrypt) {
                    ResponseVO responseVO = (ResponseVO) obj;
                    //后端公钥
                    String publicKey = "";
                    //每次响应之前随机获取AES的key,加密data数据
                    String key = AesUtil.getKey();
                    log.info("AES的key:" + key);
                    log.info("需要加密的data数据:" + obj);
                    String data = AesUtil.encrypt(JSONObject.toJSONString(responseVO.getBody()), key);
                    AesUtil.decrypt(data,key);
                    //用前端的公钥来解密AES的key,并转成Base64
                    String aesKey = Base64.encodeBase64String(RsaUtil.encryptByPublicKey(key.getBytes(), publicKey));
    
                    //转json字符串并转成Object对象,设置到Result中并赋值给返回值o
                    Map<String, Object> map = new HashMap<>();
                    map.put("data", data);
                    map.put("aesKey", aesKey);
                    responseVO.setBody(map);
                    obj = responseVO;
                }
                return obj;
            } catch (Throwable e) {
                //输出到日志文件中
                log.error("加解密异常:" + e.getMessage());
                return "加解密异常";
            }
        }
    
    
    }
    

    在需要加/解密的控制层方法上加上注解

    因为我们本身数据是封装在一个返回类里,因为范式检查只在编译阶段进行,加密后返回的数据实际上是HashMap也不会报错。如果其他返回数据是直接返回类型的话需要将返回参数修改成Object类

    		@Decrypt //获取数据前解密
        @Encrypt //返回数据后加密
        @PostMapping("/login")
        public ResponseVO<User> login(LoginDTO loginDTO){
            if ("lee".equals(loginDTO.getUsername()) && "123".equals(loginDTO.getPassword())){
                User user = User.builder()
                        .name("lee")
                        .sex(1)
                        .age(18)
                        .build();
    
                return ResponseVO.success(user);
            }else {
                User user = User.builder().build();
                return ResponseVO.fail(user);
            }
    
        }
    

    注意事项

    1.网络安全没有绝对的安全,简单二次加密只能拦截掉大部分的新手黑客,加大解析的难度。

    2.两端的秘钥不能被第三方获取,服务端的秘钥存储在服务器配置文件上,小程序端的秘钥也是存储在支付宝/微信端小程序服务器中。咨询过支付宝客服,他们说正常情况下小程序代码不会被第三方获取(只能信任于他们了。。。)
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    2021-01-28 17:31:21
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空空如也

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为什么使用混合加密