談PHP中信息加密技術
同樣是一道面試答錯的問題,面試官問我非對稱加密算法中有哪些經典的算法? 當時我愣了一下,因為我把非對稱加密與單項散列加密的概念弄混淆了,所以更不用說什么非對稱加密算法中有什么經典算法,結果當然也讓面試官愣了一下,所以今天就花點時間說說PHP中的信息加密技術
信息加密技術的分類單項散列加密技術(不可逆的加密)屬于摘要算法,不是一種加密算法,作用是把任意長的輸入字符串變化成固定長的輸出串的一種函數
MD5string md5 ( string $str [, bool $raw_output = false ] ); //MD5加密,輸入任意長度字符串返回一個唯一的32位字符
md5()為單向加密,沒有逆向解密算法,但是還是可以對一些常見的字符串通過收集,枚舉,碰撞等方法破解;所以為了讓其破解起來更麻煩一些,所以我們一般加一點鹽值(salt)并雙重MD5;
md5(md5($password).’sdva’);
sdva就是鹽值,該鹽值應該是隨機的,比如md5常用在密碼加密上,所以在注冊的時候我會隨機生成這個字符串,然后通過上面的方法來雙重加密一下;
Crypt很少看到有人用這個函數,如果要用的話有可能是用在對稱或非對稱的算法里面,了解一下既可;
string crypt ( string $str [, string $salt ] ) //第一個為需要加密的字符串,第二個為鹽值(就是加密干擾值,如果沒有提供,則默認由PHP自動生成);返回散列后的字符串或一個少于 13 字符的字符串,后者為了區別鹽值。
<?php$password=’testtest.com’;echo crypt($password);//輸出:$1$DZ3.QX2.$CQZ8I.OfeepKYrWp0oG8L1/*第二個$與第三個$之間的八個字符是由PHP生成的,每刷新一次就變一次*/echo '<hr>';echo crypt($password,'testtest');//輸出:tesGeyALKYm3A//當我們要加自定義的鹽值時,如例子中的testtest作為第二個參數直接加入, 超出兩位字符的會截取前兩位echo '<hr>';echo crypt($password,’$1$testtest$’);//輸出:$1$testtest$DsiRAWGTHiVH3O0HSHGoL1/*crypt加密函數有多種鹽值加密支持,以上例子展示的是MD5散列作為鹽值,該方式下鹽值以$1$$的形式加入,如例子中的testtest加在后兩個$符之間,超出八位字符的會截取前八位,總長為12位;crypt默認就是這種形式。*/echo '<hr>';//crypt還有多種鹽值加密支持,詳見手冊Sha1加密:
string sha1 ( string $str [, bool $raw_output = false ]); //跟md5很像,不同的是sha1()默認情況下返回40個字符的散列值,傳入參數性質一樣,第一個為加密的字符串,第二個為raw_output的布爾值,默認為false,如果設置為true,sha1()則會返回原始的20 位原始格式報文摘要
<?php$my_intro='zhouxiaogang';echo sha1($my_intro); // b6773e8c180c693d9f875bcf77c1202a243e8594echo '<hr>';//當然,可以將多種加密算法混合使用echo md5(sha1($my_intro));//輸出:54818bd624d69ac9a139bf92251e381d//這種方式的雙重加密也可以提高數據的安全性非對稱加密
非對稱加密算法需要兩個密鑰來進行加密和解密,這兩個秘鑰是公開密鑰(public key,簡稱公鑰)和私有密鑰(private key,簡稱私鑰);
如圖所示,甲乙之間使用非對稱加密的方式完成了重要信息的安全傳輸。
乙方生成一對密鑰(公鑰和私鑰)并將公鑰向其它方公開。得到該公鑰的甲方使用該密鑰對機密信息進行加密后再發送給乙方。乙方再用自己保存的另一把專用密鑰(私鑰)對加密后的信息進行解密。乙方只能用其專用密鑰(私鑰)解密由對應的公鑰加密后的信息。在傳輸過程中,即使攻擊者截獲了傳輸的密文,并得到了乙的公鑰,也無法破解密文,因為只有乙的私鑰才能解密密文同樣,如果乙要回復加密信息給甲,那么需要甲先公布甲的公鑰給乙用于加密,甲自己保存甲的私鑰用于解密。
在非對稱加密中使用的主要算法有:RSA、Elgamal、背包算法、Rabin、D-H、ECC(橢圓曲線加密算法)等。 其中我們最見的算法是RSA算法
以下是從網上摘抄的一段PHP通過openssl實現非對稱加密的算法
<?php/** * 使用openssl實現非對稱加密 * @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 (empty($path) || !is_dir($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($this->_pubKey); }}//以下是一個簡單的測試demo,如果不需要請刪除$rsa = new Rsa(’ssl-key’);//私鑰加密,公鑰解密echo ’source:我是老鱉<br />’;$pre = $rsa->privEncrypt(’我是老鱉’);echo ’private encrypted:<br />’ . $pre . ’<br />’;$pud = $rsa->pubDecrypt($pre);echo ’public decrypted:’ . $pud . ’<br />’;//公鑰加密,私鑰解密echo ’source:干IT的<br />’;$pue = $rsa->pubEncrypt(’干IT的’);echo ’public encrypt:<br />’ . $pue . ’<br />’;$prd = $rsa->privDecrypt($pue);echo ’private decrypt:’ . $prd;?>對稱加密算法
對稱加密(也叫私鑰加密)指加密和解密使用相同密鑰的加密算法。有時又叫傳統密碼算法,就是加密密鑰能夠從解密密鑰中推算出來,同時解密密鑰也可以從加密密鑰中推算出來。而在大多數的對稱算法中,加密密鑰和解密密鑰是相同的,所以也稱這種加密算法為秘密密鑰算法或單密鑰算法。它要求發送方和接收方在安全通信之前,商定一個密鑰。對稱算法的安全性依賴于密鑰,泄漏密鑰就意味著任何人都可以對他們發送或接收的消息解密,所以密鑰的保密性對通信性至關重要。
對稱加密的常用算法有: DES算法,3DES算法,TDEA算法,Blowfish算法,RC5算法,IDEA算法。
在PHP中也有封裝好的對稱加密函數
Urlencode/Urldecodestring urlencode ( string $str ) /*1. 一個參數,傳入要加密的字符串(通常應用于對URL的加密)2. urlencode為雙向加密,可以用urldecode來加密(嚴格意義上來說,不算真正的加密,更像是一種編碼方式)3. 返回字符串,此字符串中除了 -_. 之外的所有非字母數字字符都將被替換成百分號(%)后跟兩位十六進制數,空格則編碼為加號(+)。*/
通過Urlencode函數解決鏈接中帶有&字符引起的問題:
<?php$pre_url_encode='zhougang.com?username=zhougang&password=zhou'; //在實際開發中,我們很多時候要構造這種URL,這是沒有問題的$url_decode ='zhougang.com?username=zhou&gang&password=zhou';//但是這種情況下用$_GET()來接受是會出問題的;/*Array( [username] => zhou [gang] => [password] => zhou) *///如下解決問題:$username='zhou&gang';$url_decode='zhougang.com?username='.urlencode($username).'&password=zhou';?>
常見的urlencode()的轉換字符
?=> %3F= => %3D% => %25& => %26 => %5Cbase64
string base64_decode ( string $encoded_data )base64_encode()接受一個參數,也就是要編碼的數據(這里不說字符串,是因為很多時候base64用來編碼圖片)base64_encode()為雙向加密,可用base64_decode()來解密
$data=file_get_contents($filename);echo base64_encode($data);/*然后你查看網頁源碼就會得到一大串base64的字符串,再用base64_decode()還原就可以得到圖片。這也可以作為移動端上傳圖片的處理方案之一(但是不建議這樣做哈)*/
嚴格的來說..這兩個函數其實不算是加密,更像是一種格式的序列化
以下是我們PHP程序中常用到的對稱加密算法
discuz經典算法<?phpfunction authcode($string, $operation = ’DECODE’, $key = ’’, $expiry = 0) { // 動態密匙長度,相同的明文會生成不同密文就是依靠動態密匙 $ckey_length = 4; // 密匙 $key = md5($key ? $key : $GLOBALS[’discuz_auth_key’]); // 密匙a會參與加解密 $keya = md5(substr($key, 0, 16)); // 密匙b會用來做數據完整性驗證 $keyb = md5(substr($key, 16, 16)); // 密匙c用于變化生成的密文 $keyc = $ckey_length ? ($operation == ’DECODE’ ? substr($string, 0, $ckey_length): substr(md5(microtime()), -$ckey_length)) : ’’; // 參與運算的密匙 $cryptkey = $keya.md5($keya.$keyc); $key_length = strlen($cryptkey); // 明文,前10位用來保存時間戳,解密時驗證數據有效性,10到26位用來保存$keyb(密匙b), //解密時會通過這個密匙驗證數據完整性 // 如果是解碼的話,會從第$ckey_length位開始,因為密文前$ckey_length位保存 動態密匙,以保證解密正確 $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); $rndkey = array(); // 產生密匙簿 for($i = 0; $i <= 255; $i++) { $rndkey[$i] = ord($cryptkey[$i % $key_length]); } // 用固定的算法,打亂密匙簿,增加隨機性,好像很復雜,實際上對并不會增加密文的強度 for($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; // 從密匙簿得出密匙進行異或,再轉成字符 $result .= chr(ord($string[$i]) ^ ($box[($box[$a] + $box[$j]) % 256])); } if($operation == ’DECODE’) { // 驗證數據有效性,請看未加密明文的格式 if((substr($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 { // 把動態密匙保存在密文里,這也是為什么同樣的明文,生產不同密文后能解密的原因 // 因為加密后的密文可能是一些特殊字符,復制過程可能會丟失,所以用base64編碼 return $keyc.str_replace(’=’, ’’, base64_encode($result)); } }加解密函數encrypt()
<?php//$string:需要加密解密的字符串;$operation:判斷是加密還是解密,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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