PHP的openssl加密擴充功能使用小結

引言

網路的發展史上，安全性一直是開發者們相當重視的一個主題，為了實現資料傳輸安全，我們需要保證：資料來源（非偽造請求）、資料完整性（沒有被人修改過） 、資料私密性（密文，無法直接讀取）等。雖然現在已經有SSL/TLS協議實現的HTTPS協議，但是因在客戶端上依賴瀏覽器的正確實現，而且效率又很低，所以一般的敏感資料（如交易支付資訊等）還是需要我們使用加密方法來手動加密。

雖然對於一般的WEB開發人員來說，大可不必深入了解一些安全相關的底層技術，但學習加密基礎知識，使用現有加密相關工具卻十分必要。由於工作需要，自己看了些加密相關文章，結合自己的使用經歷，完成此文。

加密基礎

學習如何使用加密之前，我們需要先了解一些加密相關的基礎知識。

加密演算法一般分為兩種：對稱加密演算法和非對稱加密演算法。

對稱加密

對稱加密演算法是訊息發送者和接收者使用同一個密匙，發送者使用密匙加密了文件，接收者使用同樣的密匙解密，獲取資訊。常見的對稱加密演算法的特點有：des/aes/3des.

對稱加密演算法的特點有：速度快，加密前後文件大小變化不大，但是密匙的保管是個大問題，因為訊息發送方和接收方任意一方的密匙遺失，都會導致訊息傳輸變得不安全。

非對稱加密

與對稱加密相對的是不對稱加密，非對稱加密的核心思想是使用一對相對的密匙，分為公匙和私匙，私匙自己安全保存，而將公匙公開。公鑰與私鑰是一對，如果用公鑰對資料進行加密，只有用對應的私鑰才能解密；如果用私鑰對資料進行加密，那麼只有用對應的公鑰才能解密。發送資料前只需要使用接收方的公匙加密就行了。常見的非對稱加密演算法有RSA/DSA:

非對稱加密雖然沒有密匙保存問題，但其計算量大，加密速度很慢,有時候我們還需要對大塊資料進行分塊加密。

數位簽章

為了確保資料的完整性，還需要透過雜湊函數計算得到一個雜湊值，這個雜湊值稱為數位簽章。其特點有：

•無論原始資料是多大，結果的長度相同的；
•輸入一樣，輸出也相同；
•對輸入的微小改變，會使結果產生很大的變化；
•加密過程不可逆，無法透過雜湊值得到原來的資料；

常見的數位簽章演算法有md5,hash1等演算法。

PHP的openssl擴充

openssl擴充使用openssl加密擴充包，封裝了多個用於加密解密相關的PHP函數，極大地方便了對資料的加密解密。 常用的函數有：

對稱加密相關：

string openssl_encrypt ( string $data , string $method , string $password)

其中$data為其要加密的數據，$methodod是加密要使用的方法，是加密要使用的方法，為加密要使用$ password是要使用的密匙，函數傳回加密後的資料；

其中$method列表可以使用openssl_get_cipher_methods()來獲取，我們選取其中一個使用，$method列表形如：

Array(
  0 => aes-128-cbc,  // aes加密
  1 => des-ecb,    // des加密
  2 => des-ede3,   // 3des加密
  ...
  )

解密函數為string openssl_encrypt ( string $data , string $method , string $password)

非對稱加密相關：

openssl_get_publickey();openssl_pkey_get_public();   // 从证书导出公匙；
openssl_get_privatekey();openssl_pkey_get_private();  // 从证书导出私匙；

   

openssl_public_encrypt(string $data , string &$crypted , mixed $key [, int $padding = OPENSSL\_PKCS1\_PADDING ] )

   

使用公匙加密資料,其中$data是要加密的資料；$crypted是一個引用變量，加密後的資料會被放入這個變數中；$key是要傳入的公匙資料；由於被加密資料分組時，有可能不會剛好為加密位數bit的整數倍，所以需要$padding(填充補齊)，$padding的可選項有OPENSSL_PKCS1_PADDING, OPENSSL_NO_PADDING,分別為PKCS1填充，或不使用填充；

與此方法相對的還有（傳入參數一致）：

openssl_private_encrypt()； // 使用私匙加密；
openssl_private_decrypt()； // 使用私匙解密；
openssl_private_decrypt()； // 使用公匙解密；

   

還有簽章和檢查函數：

bool openssl_sign ( string $data , string &$signature , mixed $priv_key_id [, mixed $signature_alg = OPENSSL_ALGO_SHA1 ] )
int openssl_verify ( string $data , string $signature , mixed $pub_key_id [, mixed $signature_alg = OPENSSL_ALGO_SHA1 ] )

   

還有簽章與檢查函數：

array(
  0 => MD5,
  1 => SHA1,
  2 => SHA256,
  ...
)

   

也為簽名函數要為已簽署的資料；$signature為簽章結果的參考變數；$priv_key_id為簽章所使用的私匙;$signature_alg為簽章要使用的演算法，其演算法清單可以使用openssl_get_md_methods ()得到，形如：

// 获取公匙
$pub_key = openssl_get_publickey('test.pem');
 
$encrypted = '';
// 对数据分块加密
for ($offset = 0, $length = strlen($raw_msg); $offset < $length; $offset += $key_size){ 
  $encryptedBlock = &#39;&#39;;
  $data = substr($raw_msg, $offset, $key_size)
  if (!openssl_public_encrypt($data, $encryptedBlock, $pub_key, OPENSSL_PKCS1_PADDING)){
    return &#39;&#39;;
  } else {
    $encrypted .= $encryptedBlock;
 }
 return $encrypted;

   

 

驗簽函數：與簽名函數相對，只不過它要傳入與私匙對應的公匙；其結果為簽名驗證結果，1為成功，0為失敗，-1則表示錯誤；

加密實例

以下是一個非對稱加密使用的小例子：
rrreee

   

而對稱加密就非常簡單了，直接使用ssl_encrypt()）不同的要求，如不同的padding,加密區塊大小等等，這些就需要使用者自己調整了。

因為我們是在HTTP協定之上處理的數據，所以數據加密完成後，就可以直接發送了，不用再考慮底層的傳輸，使用cURL或SOAP擴展方法，就可以直接請求接口啦。

結語

密碼學是一個十分高深的學科，它理論艱深，概念繁多，作為一個WEB開發人員，雖然不需要我們去研究其底層實現，但是學會使用封裝好的方法很有利於我們開發。甚至了解其基本實現，也可以觸類旁通，對演算法等有新的理解。

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