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。
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
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<?php
$password = 'testtest.com' ;
echo crypt( $password );
//输出:$1$DZ3.QX2.$CQZ8I.OfeepKYrWp0oG8L1
/*第二个$与第三个$之间的八个字符是由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,
超出八位字符的会截取前八位,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
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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。
- 乙方生成一对密钥(公钥和私钥)并将公钥向其它方公开。
- 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。
- 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
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<?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 ;
?>
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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
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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(+)。
*/
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通过Urlencode函数解决链接中带有&字符引起的问题:
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<?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,这是没有问题的
$url_decode = "zhougang.com?username=zhou&gang&password=zhou" ; //但是这种情况下用$_GET()来接受是会出问题的;
/*
Array
(
[username] => zhou
[gang] =>
[password] => zhou
)
*/
//如下解决问题:
$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)
*/
?>
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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
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<?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 ( $result ));
}
}
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加解密函数encrypt()
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<?php
//$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
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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