浅谈 PHP 中的多种加密技术及代码示例_PHP教程
浅谈 PHP 中的多种加密技术及代码示例
同样是一道面试答错的问题,面试官问我非对称加密算法中有哪些经典的算法? 当时我愣了一下,因为我把非对称加密与单项散列加密的概念弄混淆了,所以更不用说什么非对称加密算法中有什么经典算法,结果当然也让面试官愣了一下,所以今天就花点时间说说PHP中的信息加密技术
信息加密技术的分类
单项散列加密技术(不可逆的加密)
属于摘要算法,不是一种加密算法,作用是把任意长的输入字符串变化成固定长的输出串的一种函数
MD5
string md5 ( string $str [, bool $raw_output = false ] ); //MD5加密,输入任意长度字符串返回一个唯一的32位字符
md5()为单向加密,没有逆向解密算法,但是还是可以对一些常见的字符串通过收集,枚举,碰撞等方法破解;所以为了让其破解起来更麻烦一些,所以我们一般加一点盐值(salt)并双重MD5;
md5(md5($password).'sdva');
sdva
就是盐值,该盐值应该是随机的,比如md5常用在密码加密上,所以在注册的时候我会随机生成这个字符串,然后通过上面的方法来双重加密一下;
Crypt
很少看到有人用这个函数,如果要用的话有可能是用在对称或非对称的算法里面,了解一下既可;
string crypt ( string $str [, string $salt ] ) //第一个为需要加密的字符串,第二个为盐值就是加密干扰值,如果没有提供,则默认由PHP自动生成);返回散列后的字符串或一个少于 13 字符的字符串,后者为了区别盐值
- $password='testtest.com';
- echo crypt($password);
- //输出:$1$DZ3.QX2.$CQZ8I.OfeepKYrWp0oG8L1
- /*第二个$与第三个$之间的八个字符是由PHP生成的,每刷新一次就变一次
- */
- echo "
";- echo crypt($password,"testtest");
- //输出:tesGeyALKYm3A
- //当我们要加自定义的盐值时,如例子中的testtest作为第二个参数直接加入, 超出两位字符的会截取前两位
- echo "
";- echo crypt($password,'$1$testtest$');
- //输出:$1$testtest$DsiRAWGTHiVH3O0HSHGoL1
- /*crypt加密函数有多种盐值加密支持,以上例子展示的是MD5散列作为盐值,该方式下
- 盐值以$1$$的形式加入,如例子中的testtest加在后两个$符之间,
- 超出八位字符的会截取前八位,总长为12位;crypt默认就是这种形式。
- */
- echo "
";- //crypt还有多种盐值加密支持,详见手册
- Sha1加密:
- string sha1 ( string $str [, bool $raw_output = false ]); //跟md5很像,不同的是sha1()默认情况下返回40个字符的散列值,传入参数性质一样,第一个为加密的字符串,第二个为raw_output的布尔值,默认为false,如果设置为true,sha1()则会返回原始的20 位原始格式报文摘要
- $my_intro="zhouxiaogang";
- echo sha1($my_intro); // b6773e8c180c693d9f875bcf77c1202a243e8594
- echo "
";- //当然,可以将多种加密算法混合使用
- echo md5(sha1($my_intro));
- //输出:54818bd624d69ac9a139bf92251e381d
- //这种方式的双重加密也可以提高数据的安全性
非对称加密
非对称加密算法需要两个密钥来进行加密和解密,这两个秘钥是公开密钥public key,简称公钥)和私有密钥private key,简称私钥);
如图所示,甲乙之间使用非对称加密的方式完成了重要信息的安全传输。
在传输过程中,即使攻击者截获了传输的密文,并得到了乙的公钥,也无法破解密文,因为只有乙的私钥才能解密密文
同样,如果乙要回复加密信息给甲,那么需要甲先公布甲的公钥给乙用于加密,甲自己保存甲的私钥用于解密。
在非对称加密中使用的主要算法有:RSA、Elgamal、背包算法、Rabin、D-H、ECC椭圆曲线加密算法)等。 其中我们最见的算法是RSA算法
以下是从网上摘抄的一段PHP通过openssl实现非对称加密的算法
- /**
- * 使用openssl实现非对称加密
- * @since 2010-07-08
- */
- class Rsa {
- /**
- * private key
- */
- private $_privKey;
- /**
- * public key
- */
- private $_pubKey;
- /**
- * the keys saving path
- */
- private $_keyPath;
- /**
- * the construtor,the param $path is the keys saving path
- */
- public function __construct($path) {
- if (emptyempty($path) || !is_dir($path)) {
- throw new Exception('Must set the keys save path');
- }
- $this->_keyPath = $path;
- }
- /**
- * create the key pair,save the key to $this->_keyPath
- */
- public function createKey() {
- $r = openssl_pkey_new();
- openssl_pkey_export($r, $privKey);
- file_put_contents($this->_keyPath . DIRECTORY_SEPARATOR . 'priv.key', $privKey);
- $this->_privKey = openssl_pkey_get_public($privKey);
- $rp = openssl_pkey_get_details($r);
- $pubKey = $rp['key'];
- file_put_contents($this->_keyPath . DIRECTORY_SEPARATOR . 'pub.key', $pubKey);
- $this->_pubKey = openssl_pkey_get_public($pubKey);
- }
- /**
- * setup the private key
- */
- public function setupPrivKey() {
- if (is_resource($this->_privKey)) {
- return true;
- }
- $file = $this->_keyPath . DIRECTORY_SEPARATOR . 'priv.key';
- $prk = file_get_contents($file);
- $this->_privKey = openssl_pkey_get_private($prk);
- return true;
- }
- /**
- * setup the public key
- */
- public function setupPubKey() {
- if (is_resource($this->_pubKey)) {
- return true;
- }
- $file = $this->_keyPath . DIRECTORY_SEPARATOR . 'pub.key';
- $puk = file_get_contents($file);
- $this->_pubKey = openssl_pkey_get_public($puk);
- return true;
- }
- /**
- * encrypt with the private key
- */
- public function privEncrypt($data) {
- if (!is_string($data)) {
- return null;
- }
- $this->setupPrivKey();
- $r = openssl_private_encrypt($data, $encrypted, $this->_privKey);
- if ($r) {
- return base64_encode($encrypted);
- }
- return null;
- }
- /**
- * decrypt with the private key
- */
- public function privDecrypt($encrypted) {
- if (!is_string($encrypted)) {
- return null;
- }
- $this->setupPrivKey();
- $encrypted = base64_decode($encrypted);
- $r = openssl_private_decrypt($encrypted, $decrypted, $this->_privKey);
- if ($r) {
- return $decrypted;
- }
- return null;
- }
- /**
- * encrypt with public key
- */
- public function pubEncrypt($data) {
- if (!is_string($data)) {
- return null;
- }
- $this->setupPubKey();
- $r = openssl_public_encrypt($data, $encrypted, $this->_pubKey);
- if ($r) {
- return base64_encode($encrypted);
- }
- return null;
- }
- /**
- * decrypt with the public key
- */
- public function pubDecrypt($crypted) {
- if (!is_string($crypted)) {
- return null;
- }
- $this->setupPubKey();
- $crypted = base64_decode($crypted);
- $r = openssl_public_decrypt($crypted, $decrypted, $this->_pubKey);
- if ($r) {
- return $decrypted;
- }
- return null;
- }
- public function __destruct() {
- @fclose($this->_privKey);
- @fclose($this->_pubKey);
- }
- }
- //以下是一个简单的测试demo,如果不需要请删除
- $rsa = new Rsa('ssl-key');
- //私钥加密,公钥解密
- echo 'source:我是老鳖
';- $pre = $rsa->privEncrypt('我是老鳖');
- echo 'private encrypted:
' . $pre . '
';- $pud = $rsa->pubDecrypt($pre);
- echo 'public decrypted:' . $pud . '
';- //公钥加密,私钥解密
- echo 'source:干IT的
';- $pue = $rsa->pubEncrypt('干IT的');
- echo 'public encrypt:
' . $pue . '
';- $prd = $rsa->privDecrypt($pue);
- echo 'private decrypt:' . $prd;
- ?>
对称加密算法
对称加密(也叫私钥加密)指加密和解密使用相同密钥的加密算法。有时又叫传统密码算法,就是加密密钥能够从解密密钥中推算出来,同时解密密钥也可以 从加密密钥中推算出来。而在大多数的对称算法中,加密密钥和解密密钥是相同的,所以也称这种加密算法为秘密密钥算法或单密钥算法。它要求发送方和接收方在 安全通信之前,商定一个密钥。对称算法的安全性依赖于密钥,泄漏密钥就意味着任何人都可以对他们发送或接收的消息解密,所以密钥的保密性对通信性至关重 要。
对称加密的常用算法有: DES算法,3DES算法,TDEA算法,Blowfish算法,RC5算法,IDEA算法。
在PHP中也有封装好的对称加密函数
- Urlencode/Urldecode
- string urlencode ( string $str )
- /*
- 1. 一个参数,传入要加密的字符串通常应用于对URL的加密)
- 2. urlencode为双向加密,可以用urldecode来加密严格意义上来说,不算真正的加密,更像是一种编码方式)
- 3. 返回字符串,此字符串中除了 -_. 之外的所有非字母数字字符都将被替换成百分号%)后跟两位十六进制数,空格则编码为加号+)。
- */
通过Urlencode函数解决链接中带有&字符引起的问题:
- $pre_url_encode="zhougang.com?username=zhougang&password=zhou"; //在实际开发中,我们很多时候要构造这种URL,这是没有问题的
- $url_decode ="zhougang.com?username=zhou&gang&password=zhou";//但是这种情况下用$_GET()来接受是会出问题的;
- /*
- Array
- (
- [username] => zhou
- [gang] =>
- [password] => zhou
- )
- */
- //如下解决问题:
- $username="zhou&gang";
- $url_decode="zhougang.com?username=".urlencode($username)."&password=zhou";
- ?>
- 常见的urlencode()的转换字符
- ?=> %3F
- = => %3D
- % => %25
- & => %26
- \ => %5C
- base64
- string base64_decode ( string $encoded_data )
- base64_encode()接受一个参数,也就是要编码的数据这里不说字符串,是因为很多时候base64用来编码图片)
- base64_encode()为双向加密,可用base64_decode()来解密
- $data=file_get_contents($filename);
- echo base64_encode($data);
- /*然后你查看网页源码就会得到一大串base64的字符串,
- 再用base64_decode()还原就可以得到图片。这也可以作为移动端上传图片的处理方案之一但是不建议这样做哈)
- */
严格的来说..这两个函数其实不算是加密,更像是一种格式的序列化
以下是我们PHP程序中常用到的对称加密算法
discuz经典算法
- function authcode($string, $operation = 'DECODE', $key = '', $expiry = 0) {
- // 动态密匙长度,相同的明文会生成不同密文就是依靠动态密匙
- $ckey_length = 4;
- // 密匙
- $key = md5($key ? $key : $GLOBALS['discuz_auth_key']);
- // 密匙a会参与加解密
- $keya = md5(substr($key, 0, 16));
- // 密匙b会用来做数据完整性验证
- $keyb = md5(substr($key, 16, 16));
- // 密匙c用于变化生成的密文
- $keyc = $ckey_length ? ($operation == 'DECODE' ? substr($string, 0, $ckey_length):
- substr(md5(microtime()), -$ckey_length)) : '';
- // 参与运算的密匙
- $cryptkey = $keya.md5($keya.$keyc);
- $key_length = strlen($cryptkey);
- // 明文,前10位用来保存时间戳,解密时验证数据有效性,10到26位用来保存$keyb(密匙b),
- //解密时会通过这个密匙验证数据完整性
- // 如果是解码的话,会从第$ckey_length位开始,因为密文前$ckey_length位保存 动态密匙,以保证解密正确
- $string = $operation == 'DECODE' ? base64_decode(substr($string, $ckey_length)) :
- sprintf('%010d', $expiry ? $expiry + time() : 0).substr(md5($string.$keyb), 0, 16).$string;
- $string_length = strlen($string);
- $result = '';
- $box = range(0, 255);
- $rndkey = array();
- // 产生密匙簿
- for($i = 0; $i 255; $i++) {
- $rndkey[$i] = ord($cryptkey[$i % $key_length]);
- }
- // 用固定的算法,打乱密匙簿,增加随机性,好像很复杂,实际上对并不会增加密文的强度
- for($j = $i = 0; $i 256; $i++) {
- $j = ($j + $box[$i] + $rndkey[$i]) % 256;
- $tmp = $box[$i];
- $box[$i] = $box[$j];
- $box[$j] = $tmp;
- }
- // 核心加解密部分
- for($a = $j = $i = 0; $i
- $a = ($a + 1) % 256;
- $j = ($j + $box[$a]) % 256;
- $tmp = $box[$a];
- $box[$a] = $box[$j];
- $box[$j] = $tmp;
- // 从密匙簿得出密匙进行异或,再转成字符
- $result .= chr(ord($string[$i]) ^ ($box[($box[$a] + $box[$j]) % 256]));
- }
- if($operation == 'DECODE') {
- // 验证数据有效性,请看未加密明文的格式
- if((substr($result, 0, 10) == 0 || substr($result, 0, 10) - time() > 0) &&
- substr($result, 10, 16) == substr(md5(substr($result, 26).$keyb), 0, 16)) {
- return substr($result, 26);
- } else {
- return '';
- }
- } else {
- // 把动态密匙保存在密文里,这也是为什么同样的明文,生产不同密文后能解密的原因
- // 因为加密后的密文可能是一些特殊字符,复制过程可能会丢失,所以用base64编码
- return $keyc.str_replace('=', '', base64_encode($result));
- }
- }
加解密函数encrypt()
- //$string:需要加密解密的字符串;$operation:判断是加密还是解密,E表示加密,D表示解密;$key:密匙
- function encrypt($string,$operation,$key=''){
- $key=md5($key);
- $key_length=strlen($key);
- $string=$operation=='D'?base64_decode($string):substr(md5($string.$key),0,8).$string;
- $string_length=strlen($string);
- $rndkey=$box=array();
- $result='';
- for($i=0;$i255;$i++){
- $rndkey[$i]=ord($key[$i%$key_length]);
- $box[$i]=$i;
- }
- for($j=$i=0;$i256;$i++){
- $j=($j+$box[$i]+$rndkey[$i])%256;
- $tmp=$box[$i];
- $box[$i]=$box[$j];
- $box[$j]=$tmp;
- }
- for($a=$j=$i=0;$i
- $a=($a+1)%256;
- $j=($j+$box[$a])%256;
- $tmp=$box[$a];
- $box[$a]=$box[$j];
- $box[$j]=$tmp;
- $result.=chr(ord($string[$i])^($box[($box[$a]+$box[$j])%256]));
- }
- if($operation=='D'){
- if(substr($result,0,8)==substr(md5(substr($result,8).$key),0,8)){
- return substr($result,8);
- }else{
- return'';
- }
- }else{
- return str_replace('=','',base64_encode($result));
- }
- }
- ?>
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