PHP中常用加解密方式

PHP中使用OpenSSL生成RSA公鑰私鑰及進行加密解密示例

加密基礎

加密算法一般分為兩種：對稱加密算法和非對稱加密算法。

對稱加密

對稱加密算法是消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，獲取信息。常見的對稱加密算法有：des/aes/3des.

對稱加密算法的特點有：速度快，加密前后文件大小變化不大，但是密匙的保管是個大問題，因為消息發送方和接收方任意一方的密匙丟失，都會導致信息傳輸變得不安全。

非對稱加密

與對稱加密相對的是非對稱加密，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，如果用公鑰對數據進行加密，只有用對應的私鑰才能解密；如果用私鑰對數據進行加密，那么只有用對應的公鑰才能解密。發送數據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數據進行分塊加密。

數字簽名

為了保證數據的完整性，還需要通過散列函數計算得到一個散列值，這個散列值被稱為數字簽名。其特點有：

無論原始數據是多大，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，無法通過散列值得到原來的數據；
常見的數字簽名算法有md5,hash1等算法。

php服務端與客戶端交互、提供開放api時，通常需要對敏感的部分api數據傳輸進行數據加密，這時候rsa非對稱加密就能派上用處了，下面通過一個例子來說明如何用php來實現數據的加密解密

一、公鑰加密

假設一下，我找了兩個數字，一個是1，一個是2。我把2保留起來，不告訴你們，當做我的私鑰，然后我告訴大家，1是我的公鑰。

我有一個文件，不能讓別人看，我就用1加密了。別人找到了這個文件，但是他不知道2就是解密的私鑰啊，所以他解不開，只有我可以用數字2，就是我的私鑰，來解密。這樣我就可以保護數據了。

我的好朋友x用我的公鑰1加密了字符a，加密后成了b，放在網上。別人偷到了這個文件，但是別人解不開，因為別人不知道2就是我的私鑰，只有我才能解密，解密后就得到a。這樣，我們就可以傳送加密的數據了。

二、私鑰簽名

如果我用私鑰加密一段數據（當然只有我可以用私鑰加密，因為只有我知道2是我的私鑰），結果所有的人都看到我的內容了，因為他們都知道我的公鑰是1，那么這種加密有什么用處呢？

但是我的好朋友x說有人冒充我給他發信。怎么辦呢？我把我要發的信，內容是c，用我的私鑰2，加密，加密后的內容是d，發給x，再告訴他解密看是不是c。他用我的公鑰1解密，發現果然是c。
這個時候，他會想到，能夠用我的公鑰解密的數據，必然是用我的私鑰加的密。只有我知道我得私鑰，因此他就可以確認確實是我發的東西。
這樣我們就能確認發送方身份了。這個過程叫做數字簽名。當然具體的過程要稍微復雜一些。用私鑰來加密數據，用途就是數字簽名。

三、總結

公鑰和私鑰是成對的，它們互相解密。

公鑰加密，私鑰解密。

私鑰數字簽名，公鑰驗證。

簡單測試

代碼：

<?php

$config = array(
    "digest_alg"    => "sha512",
    "private_key_bits" => 4096,           //字節數  512 1024 2048  4096 等 ,不能加引號，此處長度與加密的字符串長度有關系，可以自己測試一下
    "private_key_type" => OPENSSL_KEYTYPE_RSA,   //加密類型
  );
$res =    openssl_pkey_new($config); 

//提取私鑰
openssl_pkey_export($res, $private_key);

//生成公鑰
$public_key = openssl_pkey_get_details($res);
// var_dump($public_key);

$public_key=$public_key["key"];

//顯示數據
var_dump($private_key);    //私鑰
var_dump($public_key);     //公鑰

//要加密的數據
$data = "http://www.cnblogs.com/wt645631686/";
echo '加密的數據：'.$data."\r\n";  

//私鑰加密后的數據
openssl_private_encrypt($data,$encrypted,$private_key);

//加密后的內容通常含有特殊字符，需要base64編碼轉換下
$encrypted = base64_encode($encrypted);
echo "私鑰加密后的數據:".$encrypted."\r\n";  

//公鑰解密  
openssl_public_decrypt(base64_decode($encrypted), $decrypted, $public_key);
echo "公鑰解密后的數據:".$decrypted,"\r\n";  
  
//----相反操作。公鑰加密 
openssl_public_encrypt($data, $encrypted, $public_key);
$encrypted = base64_encode($encrypted);  
echo "公鑰加密后的數據:".$encrypted."\r\n";
  
openssl_private_decrypt(base64_decode($encrypted), $decrypted, $private_key);//私鑰解密  
echo "私鑰解密后的數據:".$decrypted."n";

命令運行或者url請求

# php -f index.php

string(916) "-----BEGIN PRIVATE KEY-----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-----END PRIVATE KEY-----
"
string(272) "-----BEGIN PUBLIC KEY-----
MIGfMA0GCSqGSIb3DQEBAQUAA4GNADCBiQKBgQDUs6+TKLkqTlABL6QrmySgedZK
h4m31L9/rH2cinIWfLQ8wbZCmZkyHR0Ujs+ui8DCVqKvlPAptb+V9bS/DQkEe9xF
pHMdyATPijjufoU31yRU1nqfuhC+YoxG70O4kVQPIVz1K2QVOI2ZW4Z5gv108hSw
67B88XKRo+wa6eYfpQIDAQAB
-----END PUBLIC KEY-----
"

加密的數據：http://www.cnblogs.com/wt645631686/ 

私鑰加密后的數據:ExLfHHqnUs/Ykna6d0sV7bxAU8WVbPrt5MPzHma+lJskT8Nwdrkoz9O7tuihHROltEgOIs6rwgDrDYYiNtqqO/Co0vd8NplikX21EPxvyjDHGpfCiYcG1eA+z3FGqQ4e0+KfgiroDIu+iQrlUfQ8z+UQX2yniRnIF/DM6Bbg4e8= 

公鑰解密后的數據:http://www.cnblogs.com/wt645631686/ 

公鑰加密后的數據:QQNK+QBYgQzyHP+ez9fFC8Eo6zuLKMHuaRCfjQWSnMBY9JlntMXUEKDE/GS2mnpiwMByCyG+1l1kL/wVjFl/nwFUrhQhYYW+rgbJaWHGeRIdhqp7ixFOHZXdswCVHeDcluj2Ls/cLeo9v2lU7Y9DRgPUo+T4vudgTSTeiW4mbpw= 

私鑰解密后的數據:http://www.cnblogs.com/wt645631686/

封裝

<?php

//生成證書
function exportOpenSSLFile(){
  $config = array(
    "digest_alg"        => "sha512",
    "private_key_bits"     => 4096,           //字節數  512 1024 2048  4096 等
    "private_key_type"     => OPENSSL_KEYTYPE_RSA,   //加密類型
  );
  $res = openssl_pkey_new($config);
  if ( $res == false ) return false;
  openssl_pkey_export($res, $private_key);
  $public_key = openssl_pkey_get_details($res);
  $public_key = $public_key["key"];
  file_put_contents("./cert_public.key", $public_key);
  file_put_contents("./cert_private.pem", $private_key);
  openssl_free_key($res);
}
//加密解密
function authcode($string, $operation = 'E') {
  $ssl_public     = file_get_contents("./cert_public.key");
  $ssl_private    = file_get_contents("./cert_private.pem");
  $pi_key         = openssl_pkey_get_private($ssl_private);//這個函數可用來判斷私鑰是否是可用的，可用返回資源id Resource id
  $pu_key         = openssl_pkey_get_public($ssl_public);//這個函數可用來判斷公鑰是否是可用的
  if( false == ($pi_key || $pu_key) ) return '證書錯誤';
  $data = "";
  if( $operation == 'D') {
    openssl_private_decrypt(base64_decode($string),$data,$pi_key);//私鑰解密
  } else { 
    openssl_public_encrypt($string, $data, $pu_key);//公鑰加密
    $data = base64_encode($data);
  }
  return $data;
}
// exportOpenSSLFile();         //生成秘鑰證書
echo authcode('http://www.cnblogs.com/wt645631686/','E');        //加密
echo authcode('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','D');       //解密

補充：

http://web.chacuo.net/netrsakeypair 這個網站，在線生成公鑰和私鑰

---

數字簽名

非對稱加密相關：

openssl_get_publickey();別名：openssl_pkey_get_public();      // 從證書導出公匙；
openssl_get_privatekey();別名：openssl_pkey_get_private();    // 從證書導出私匙；

它們都只需要傳入證書文件（一般是.pem文件）；

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

還有簽名和驗簽函數：

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 ] )

簽名函數：$data為要簽名的數據；$signature為簽名結果的引用變量；$priv_key_id為簽名所使用的私匙;$signature_alg為簽名要使用的算法，其算法列表可以使用openssl_get_md_methods ()得到，形如：

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

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；