PHPのデータ圧縮・暗号化・復号化（パック、アンパック）について詳しく解説

ネットワーク通信やファイルストレージでデータを交換する必要があることが多く、ネットワーク通信トラフィック、ファイルストレージのサイズ、暗号化された通信ルールを削減するために、データのセキュリティを確保するためにデータの双方向の暗号化と復号化を実行する必要があることがよくあります。
この関数を PHP で実装するために必要な主な関数は主に、pack 関数と unpack 関数です。

pack
データを文字列に圧縮します。
構文: string Pack(string format,mixed [args]...);
戻り値: String
この関数は、データを圧縮して文字列にパックするために使用されます。
a - NUL - 埋め込まれた文字列 [埋め込まれた文字列] 文字列の空白を NULL 文字で埋め込みます
A - SPACE - 埋め込まれた文字列 [埋め込まれた文字列]
h - 16 進数の文字列、下位 "4 ビット" ”[下位ニブルが最初] (下位ニブルが最初) )
H - 16 進文字列、上位 "ニブル" [上位ニブルが最初] (上位ニブルが最初)
c - 符号付き文字
C - 符号付き文字なし
s - 符号付きの短いパターン [短い] (通常は 16 ビット、マシンバイトオーダー) )
S – 符号なしの短いパターン [short] (通常は 16 ビット、マシン語順セクションソート)
n - 符号なしの短いパターン [short] (通常は 16 ビット、リトルエンディアンでソート)
v - 符号なしの短いパターン [short] (通常は 16 ビット、リトルエンディアンでソート) エンディアンのバイト順序)
i – 符号付き整数 (サイズとバイト順序によって決定)
I – 符号なし整数 (サイズとバイト順序によって決定)
l – 符号付きロングパターン [long] (通常は 32 ビット、マシンバイトオーダー)
L – 符号なしロングパターン [long] (通常は 32 ビット、マシンバイトオーダー)
N – 符号なしロングパターン [long] (通常は 32 ビット、ビッグエディアンバイトオーダー)
V – unsigned long モード [long] (通常は 32 ビット、リトル エディアン バイト オーダー)
f – 浮動小数点 (サイズとバイト オーダーで決定)
d – 倍精度 (サイズとバイト オーダーで決定)
x – NULL byte [NUL byte]
X- 1 バイトをバックアップ (1 バイトをバックアップ)

unpack
ビット列データをアンパックします。
構文: string Pack(string format,mixed [args]...);
戻り値:array
この関数は、ビット文字列データを解凍するために使用されます。この関数の機能と使用法は、同じ名前の Perl 関数とまったく同じです。

ケース1、パックはファイルデータの保存サイズの削減を実装します

<?php 
//存储整数1234567890 
file_put_contents("test.txt", 1234567890);

このとき、test.txtのファイルサイズは10byteです。なお、この時のファイルサイズは10バイトで、実際に占有される容量は1KBです。
上記で保存された整数は、実際には文字列の形式でファイル test.txt に保存されます。
ただし、整数バイナリ文字列として保存すると、4 バイトに減ります。

<?php 
print_r(unpack("i", file_get_contents("test.txt")));

ケース 2、データ暗号化
意味のあるデータを文字列 7-110-abcdefg-117 の形式で保存します。
文字「-」を分割した後、最初の桁は文字列の長さを表し、2 桁目は保存場所を表し、3 桁目は実際に保存された文字列を表し、4 桁目は終了位置を表します。

<?php 
file_put_contents("test.txt", "7-110-abcdefg-117");

上記の方法の欠点:
1. データの保存サイズ
2. データが機密情報である場合、安全でないアクセスが発生する可能性があります。
3. ファイルストレージのサイズが不規則に増加します。
暗号化:

<?php 
file_put_contents("test.txt", pack("i2a7i1", 7, 110, "abcdefg", 117));

はデータを保存します。暗号化形式は次のとおりです: 整数 2 ビット長 文字列 10 ビット長 整数 1 ビット長。
メリット:
1. データサイズの最適化
2. 「i2a7i1」などの圧縮形式がわからない場合、ファイルを取得しても、バイナリファイルを正しく読み取ってプレーンテキストに変換することができません。
3. データが増加すると、ファイルのストレージサイズも同じ量だけ増加します。毎回 19 バイトずつ増加します。

ケース 3、キーと値のファイル ストレージ
ストレージで生成されるファイルは 2 つです: インデックス ファイル、データ ファイル
ファイル内のデータ ストレージの形式は次のとおりです:


コードの実装:

<?php 
error_reporting(E_ALL); 
 
class fileCacheException extends Exception{ 
 
} 
 
//Key-Value型文件存储 
class fileCache{ 
   private $_file_header_size = 14; 
   private $_file_index_name; 
   private $_file_data_name; 
   private $_file_index;//索引文件句柄 
   private $_file_data;//数据文件句柄 
   private $_node_struct;//索引结点结构体 
   private $_inx_node_size = 36;//索引结点大小 
 
   public function __construct($file_index="filecache_index.dat", $file_data="filecache_data.dat"){ 
     $this->_node_struct = array( 
        &#39;next&#39;=>array(1, &#39;V&#39;), 
        &#39;prev&#39;=>array(1, &#39;V&#39;), 
       &#39;data_offset&#39;=>array(1,&#39;V&#39;),//数据存储起始位置 
       &#39;data_size&#39;=>array(1,&#39;V&#39;),//数据长度 
       &#39;ref_count&#39;=>array(1,&#39;V&#39;),//引用此处，模仿PHP的引用计数销毁模式 
       &#39;key&#39;=>array(16,&#39;H*&#39;),//存储KEY 
     ); 
 
     $this->_file_index_name = $file_index; 
     $this->_file_data_name = $file_data; 
 
     if(!file_exists($this->_file_index_name)){ 
        $this->_create_index(); 
     }else{ 
        $this->_file_index = fopen($this->_file_index_name, "rb+"); 
     } 
 
     if(!file_exists($this->_file_data_name)){ 
        $this->_create_data(); 
     }else{ 
        $this->_file_data = fopen($this->_file_data_name, "rb+");//二进制存储需要使用b 
     } 
   } 
 
   //创建索引文件 
   private function _create_index(){ 
     $this->_file_index = fopen($this->_file_index_name, "wb+");//二进制存储需要使用b 
     if(!$this->_file_index)  
        throw new fileCacheException("Could&#39;t open index file:".$this->_file_index_name); 
 
     $this->_index_puts(0, &#39;<&#39;.&#39;?php exit()?&#39;.&#39;>&#39;);//定位文件流至起始位置0, 放置php标记防止下载 
     $this->_index_puts($this->_file_header_size, pack("V1", 0)); 
   } 
 
 
   //创建存储文件 
   private function _create_data(){ 
     $this->_file_data = fopen($this->_file_data_name, "wb+");//二进制存储需要使用b 
     if(!$this->_file_index)  
        throw new fileCacheException("Could&#39;t open index file:".$this->_file_data_name); 
 
     $this->_data_puts(0, &#39;<&#39;.&#39;?php exit()?&#39;.&#39;>&#39;);//定位文件流至起始位置0, 放置php标记防止下载 
   } 
 
   private function _index_puts($offset, $data, $length=false){ 
     fseek($this->_file_index, $offset); 
 
     if($length) 
     fputs($this->_file_index, $data, $length); 
     else 
     fputs($this->_file_index, $data); 
   } 
 
   private function _data_puts($offset, $data, $length=false){ 
     fseek($this->_file_data, $offset); 
     if($length) 
     fputs($this->_file_data, $data, $length); 
     else 
     fputs($this->_file_data, $data); 
   } 
 
   /** 
   * 文件锁 
   * @param $is_block 是否独占、阻塞锁 
   */ 
   private function _lock($file_res, $is_block=true){ 
     flock($file_res, $is_block ? LOCK_EX : LOCK_EX|LOCK_NB); 
   } 
 
   private function _unlock($file_res){ 
     flock($file_res, LOCK_UN); 
   } 
 
   public function add($key, $value){ 
     $key = md5($key); 
     $value = serialize($value); 
     $this->_lock($this->_file_index, true); 
     $this->_lock($this->_file_data, true); 
 
     fseek($this->_file_index, $this->_file_header_size); 
 
     list(, $index_count) = unpack(&#39;V1&#39;, fread($this->_file_index, 4)); 
 
     $data_size = filesize($this->_file_data_name); 
 
     fseek($this->_file_data, $data_size); 
 
     $value_size = strlen($value); 
 
     $this->_data_puts(filesize($this->_file_data_name), $value); 
 
     $node_data =  
     pack("V1V1V1V1V1H32", ($index_count==0) ? 0 : $index_count*$this->_inx_node_size, 0, filesize($this->_file_data_name), strlen($value), 0, $key); 
 
     $index_count++; 
 
     $this->_index_puts($this->_file_header_size, $index_count, 4); 
 
     $this->_index_puts($this->get_new_node_pos($index_count), $node_data); 
 
     $this->_unlock($this->_file_data); 
     $this->_unlock($this->_file_index); 
   } 
 
   public function get_new_node_pos($index_count){ 
     return $this->_file_header_size + 4 + $this->_inx_node_size * ($index_count-1); 
   } 
 
   public function get_node($key){ 
     $key = md5($key); 
     fseek($this->_file_index, $this->_file_header_size); 
     $index_count = fread($this->_file_index, 4); 
 
     if($index_count>0) { 
        for ($i=0; $i < $index_count ; $i++) {  
          fseek($this->_file_index, $this->_file_header_size + 4 + $this->_inx_node_size * $i); 
          $data = fread($this->_file_index, $this->_inx_node_size); 
          $node = unpack("V1next/V1prev/V1data_offset/V1data_size/V1ref_count/H32key", $data); 
 
          if($key == $node[&#39;key&#39;]){ 
             return $node; 
          } 
        } 
     }else{ 
        return null; 
     } 
   } 
 
   public function get_data($offset, $length){ 
     fseek($this->_file_data, $offset); 
     return unserialize(fread($this->_file_data, $length)); 
   } 
} 
 
//使用方法 
$cache = new fileCache(); 
$cache->add(&#39;abcdefg&#39; , &#39;testabc&#39;); 
$data = $cache->get_node(&#39;abcdefg&#39;); 
print_r($data); 
echo $cache->get_data($data[&#39;data_offset&#39;], $data[&#39;data_size&#39;]);

ケース 4. ソケット通信の暗号化
通信の双方が暗号化形式を定義しています:
例:

$LOGIN = array( 
   'COMMAND'=>array('a30', 'LOGIN'), 
   'DATA'=>array('a30', 'HELLO') 
); 
 
$LOGOUT = array( 
   'COMMAND'=>array('a30', 'LOGOUT'), 
   'DATA'=>array('a30', 'GOOD BYE') 
); 
 
$LOGIN_SUCCESS = array( 
   'COMMAND'=>array('a30', 'LOGIN_SUCCESS'), 
   'DATA'=>array('V1', 1) 
); 
 
$LOGOUT_SUCCESS = array( 
   'COMMAND'=>array('a30', 'LOGIN_SUCCESS'), 
   'DATA'=>array('V1', time()) 
);

サーバーとクライアントは COMMAND 形式を解析して、対応する DATA デコード方法を見つけ、正しいデータを取得します

上記は、PHP データの圧縮、暗号化、復号化 (パック、アンパック) コンテンツの詳細な説明です。その他の関連コンテンツについては、PHP 中国語 Web サイト (www.php.cn) にご注意ください。