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PHP의 다양한 암호화 기술 및 코드 예제 분석

黄舟

Feb 27, 2017 am 09:53 AM

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 
$password=&#39;testtest.com&#39;; 
echo crypt($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,&#39;$1$testtest$&#39;); 
//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

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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）;

PHP의 다양한 암호화 기술 및 코드 예제 분석

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(&#39;Must set the keys save path&#39;); 
    } 
    $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 . &#39;priv.key&#39;, $privKey); 
    $this->_privKey = openssl_pkey_get_public($privKey); 
    $rp = openssl_pkey_get_details($r); 
    $pubKey = $rp[&#39;key&#39;]; 
    file_put_contents($this->_keyPath . DIRECTORY_SEPARATOR . &#39;pub.key&#39;, $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 . &#39;priv.key&#39;; 
    $prk = file_get_contents($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 . &#39;pub.key&#39;; 
    $puk = file_get_contents($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(&#39;ssl-key&#39;); 
//私钥加密，公钥解密 
echo &#39;source：我是老鳖<br />&#39;; 
$pre = $rsa->privEncrypt(&#39;我是老鳖&#39;); 
echo &#39;private encrypted:<br />&#39; . $pre . &#39;<br />&#39;; 
$pud = $rsa->pubDecrypt($pre); 
echo &#39;public decrypted:&#39; . $pud . &#39;<br />&#39;; 
//公钥加密，私钥解密 
echo &#39;source:干IT的<br />&#39;; 
$pue = $rsa->pubEncrypt(&#39;干IT的&#39;); 
echo &#39;public encrypt:<br />&#39; . $pue . &#39;<br />&#39;; 
$prd = $rsa->privDecrypt($pue); 
echo &#39;private decrypt:&#39; . $prd; 
?>

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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（+）。 
*/

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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） 
*/

?>

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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 = &#39;DECODE&#39;, $key = &#39;&#39;, $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[&#39;discuz_auth_key&#39;]);  
 
  // 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 == &#39;DECODE&#39; ? substr($string, 0, $ckey_length): 
substr(md5(microtime()), -$ckey_length)) : &#39;&#39;;  
  // 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 = $operation == &#39;DECODE&#39; ? base64_decode(substr($string, $ckey_length)) : 
sprintf(&#39;%010d&#39;, $expiry ? $expiry + time() : 0).substr(md5($string.$keyb), 0, 16).$string;  
  $string_length = strlen($string);  
  $result = &#39;&#39;;  
  $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($operation == &#39;DECODE&#39;) { 
    // 验证数据有效性，请看未加密明文的格式  
    if((substr($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 &#39;&#39;;  
    }  
  } 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 $keyc.str_replace(&#39;=&#39;, &#39;&#39;, base64_encode($result));  
  }  
}

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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=&#39;&#39;){ 
  $key=md5($key); 
  $key_length=strlen($key); 
   $string=$operation==&#39;D&#39;?base64_decode($string):substr(md5($string.$key),0,8).$string; 
  $string_length=strlen($string); 
  $rndkey=$box=array(); 
  $result=&#39;&#39;; 
  for($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($operation==&#39;D&#39;){ 
    if(substr($result,0,8)==substr(md5(substr($result,8).$key),0,8)){ 
      return substr($result,8); 
    }else{ 
      return&#39;&#39;; 
    } 
  }else{ 
    return str_replace(&#39;=&#39;,&#39;&#39;,base64_encode($result)); 
  } 
} 
?>

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