さまざまな暗号化テクノロジと PHP のコード例についての簡単な説明

同样是一道面试答错的问，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

<?php $password='testtest.com'; echo crypt($password); //输出:$1$DZ3.QX2.$CQZ8I.OfeepKYrWp0oG8L1 /*第二个$与第三个$之间的8个字符是由PHP生成的，每刷新一次就变一次 */ echo "<hr>";  echo crypt($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8位字符的会截取前8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。

1. 乙方生成一对密钥（公钥和私钥）并将公钥向其它方公开。

2. 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。

3. 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:

<?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()来接受是会出问的; /* Array (   [username] => zhou   [gang] =>   [password] => zhou ) */  //如下解决问: $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()

               <ol>                                          <li><p><?php </p></li>                         <li><p>//$string：需要加密解密的字符串；$operation：判断是加密还是解密，E表示加密，D表示解密；$key：密匙 </p></li>                         <li><p>function encrypt($string,$operation,$key=''){ </p></li>                         <li><p>    $key=md5($key); </p></li>                         <li><p>    $key_length=strlen($key); </p></li>                         <li><p>      $string=$operation=='D'?base64_decode($string):substr(md5($string.$key),0,8).$string; </p></li>                         <li><p>    $string_length=strlen($string); </p></li>                         <li><p>    $rndkey=$box=array(); </p></li>                         <li><p>    $result=''; </p></li>                         <li><p>    for($i=0;$i<=255;$i++){ </p></li>                         <li><p>           $rndkey[$i]=ord($key[$i%$key_length]); </p></li>                         <li><p>        $box[$i]=$i; </p></li>                         <li><p>    } </p></li>                         <li><p>    for($j=$i=0;$i<256;$i++){ </p></li>                         <li><p>        $j=($j+$box[$i]+$rndkey[$i])%256; </p></li>                         <li><p>        $tmp=$box[$i]; </p></li>                         <li><p>        $box[$i]=$box[$j]; </p></li>                         <li><p>        $box[$j]=$tmp; </p></li>                         <li><p>    } </p></li>                         <li><p>    for($a=$j=$i=0;$i<$string_length;$i++){ </p></li>                         <li><p>        $a=($a+1)%256; </p></li>                         <li><p>        $j=($j+$box[$a])%256; </p></li>                         <li><p>        $tmp=$box[$a]; </p></li>                         <li><p>        $box[$a]=$box[$j]; </p></li>                         <li><p>        $box[$j]=$tmp; </p></li>                         <li><p>        $result.=chr(ord($string[$i])^($box[($box[$a]+$box[$j])%256])); </p></li>                         <li><p>    } </p></li>                         <li><p>    if($operation=='D'){ </p></li>                         <li><p>        if(substr($result,0,8)==substr(md5(substr($result,8).$key),0,8)){ </p></li>                         <li><p>            return substr($result,8); </p></li>                         <li><p>        }else{ </p></li>                         <li><p>            return''; </p></li>                         <li><p>        } </p></li>                         <li><p>    }else{ </p></li>                         <li><p>        return str_replace('=','',base64_encode($result)); </p></li>                         <li><p>    } </p></li>                         <li><p>} </p></li>                         <li><p>?> <br /></p></li>                </ol>