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)
屬於摘要算法，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
MD5
string md5 ( string $str [, bool $raw_output = false ] ); //MD5加密,輸入任意長度字符串返回一個唯一的32位字符
md5()為單向加密，沒有逆向解密算法，但是還是可以對一些常見的字符串通過收集，枚舉，碰撞等方法破解;所以為了讓其破解起來更麻煩一些,所以我們一般加一點鹽值(salt)並雙重MD5;
md5(md5($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於 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); // b6773e8c180c693d9f875bcf77c1202a243e8594
echo "<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）並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，並得到了乙的公鑰，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於加密，甲自己保存甲的私鑰用於解密。
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於密鑰，泄漏密鑰就意味着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/Urldecode
string urlencode ( string $str )
/*
1. 一個參數，傳入要加密的字符串（通常應用於對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
\ => %5C
base64
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($data);
/*然后你查看網頁源碼就會得到一大串base64的字符串，
再用base64_decode()還原就可以得到圖片。這也可以作為移動端上傳圖片的處理方案之一（但是不建議這樣做哈）
*/
嚴格的來說..這兩個函數其實不算是加密,更像是一種格式的序列化
以下是我們PHP程序中常用到的對稱加密算法
discuz經典算法
<?php
function authcode($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用於變化生成的密文
$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 % $key_length]);
}
// 用固定的算法，打亂密匙簿，增加隨機性，好像很復雜，實際上對並不會增加密文的強度
for($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));
}
}
?>