PHP中的多种加密技术及代码示例解析

5年以前  |  阅读数:935 次  |  编程语言:PHP 

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。

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


    <?php 
    $password='testtest.com'; 
    echo crypt($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 "<hr>"; 

    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 "<hr>"; 

    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 "<hr>"; 
    //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 
    <?php 
    $my_intro="zhouxiaogang"; 
    echo sha1($my_intro); // b6773e8c180c693d9f875bcf77c1202a243e8594 
    echo "<hr>"; 
    //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。

  • 乙方生成一对密钥(公钥和私钥)并将公钥向其它方公开。
  • 得到该公钥的甲方使用该密钥对机密信息进行加密后再发送给乙方。
  • 乙方再用自己保存的另一把专用密钥(私钥)对加密后的信息进行解密。乙方只能用其专用密钥(私钥)解密由对应的公钥加密后的信息。

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


    <?php 
    /** 
    * 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<br />'; 
    $pre = $rsa->privEncrypt('我是老鳖'); 
    echo 'private encrypted:<br />' . $pre . '<br />'; 
    $pud = $rsa->pubDecrypt($pre); 
    echo 'public decrypted:' . $pud . '<br />'; 
    //公钥加密,私钥解密 
    echo 'source:干IT的<br />'; 
    $pue = $rsa->pubEncrypt('干IT的'); 
    echo 'public encrypt:<br />' . $pue . '<br />'; 
    $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:


    <?php 
    $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


    <?php 
    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 < $string_length; $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()


    <?php 
    //$string:需要加密解密的字符串;$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;$i<=255;$i++){ 
          $rndkey[$i]=ord($key[$i%$key_length]); 
        $box[$i]=$i; 
      } 
      for($j=$i=0;$i<256;$i++){ 
        $j=($j+$box[$i]+$rndkey[$i])%256; 
        $tmp=$box[$i]; 
        $box[$i]=$box[$j]; 
        $box[$j]=$tmp; 
      } 
      for($a=$j=$i=0;$i<$string_length;$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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