浅谈 PHP 中的多种加密技术及代码示例

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同样是一道面试答错的问题,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

概述

加密技术包括两个元素:算法和密钥。算法是将普通的信息或者可以理解的信息与一串数字(密钥)结合,产生不可理解的密文的步骤,密钥是用来对数据进行编码和解密的一种算法。在安全保密中,可通过适当的钥加密技术和管理机制来保证网络的信息通信安全。

软件的加密与解密是一个迷人的研究领域,它几乎可以与任意一种计算机技术紧密结合——密码学、程序设计语言、操作系统、数据结构。而由于这样或者那样的原因,对于这一领域的关注程度一直还处于低温状态。而看雪技术论坛相信会为更多对知识怀有渴望的朋友多开辟一条走向这个领域的道路,并且进而推动这个领域的不断发展。

信息加密技术的分类

什么是加密技术?

加密技术是电子商务采取的主要安全保密措施,是最常用的安全保密手段,利用技术手段把重要的数据变为乱码(加密)传送,到达目的地后再用相同或不同的手段还原(解密)。加密技术包括两个元素:算法和密钥。算法是将普通的文本(或者可以理解的信息)与一串数字(密钥)的结合,产生不可理解的密文的步骤,密钥是用来对数据进行编码和解码的一种算法。在安全保密中,可通过适当的密钥加密技术和管理机制来保证网络的信息通讯安全。密钥加密技术的密码体制分为对称密钥体制和非对称密钥体制两种。相应地,对数据加密的技术分为两类,即对称加密(私人密钥加密)和非对称加密(公开密钥加密)。对称加密以数据加密标准(DES,Data
Encryption
Standard)算法为典型代表,非对称加密通常以RSA(Rivest
Shamir
Ad1eman)算法为代表。对称加密的加密密钥和解密密钥相同,而非对称加密的加密密钥和解密密钥不同,加密密钥可以公开而解密密钥需要保密。

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

什么是对称加密技术?

     
 采用单钥密码系统的加密方法,同一个密钥可以同时用作信息的加密和解密,这种加密方法称为对称加密,也称为单密钥加密。需要对加密和解密使用相同密钥的加密算法。由于其速度快,对称性加密通常在消息发送方需要加密大量数据时使用。对称性加密也称为密钥加密。

     
 所谓对称,就是采用这种加密方法的双方使用方式用同样的密钥进行加密和解密。密钥是控制加密及解密过程的指令。算法是一组规则,规定如何进行加密和解密。

     
 因此加密的安全性不仅取决于加密算法本身,密钥管理的安全性更是重要。因为加密和解密都使用同一个密钥,如何把密钥安全地传递到解密者手上就成了必须要解决的问题。

     
 在对称加密算法中常用的算法有:DES、3DES、TDEA、Blowfish、RC2、RC4、RC5、IDEA、SKIPJACK、AES等。

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;

优缺点:

     
 对称加密算法的优点是算法公开、计算量小、加密速度快、加密效率高。

     
 对称加密算法的缺点是在数据传送前,发送方和接收方必须商定好秘钥,然后使双方都能保存好秘钥。其次如果一方的秘钥被泄露,那么加密信息也就不安全了。另外,每对用户每次使用对称加密算法时,都需要使用其他人不知道的唯一秘钥,这会使得收、发双方所拥有的钥匙数量巨大,密钥管理成为双方的负担。

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

什么是非对称加密技术?

       
对称加密算法在加密和解密时使用的是同一个秘钥;而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)。

       
与对称加密算法澳门新葡亰网址,不同,非对称加密算法需要两个密钥:公开密钥(publickey)和私有密钥(privatekey)。公开密钥与私有密钥是一对,如果用公开密钥对数据进行加密,只有用对应的私有密钥才能解密;如果用私有密钥对数据进行加密,那么只有用对应的公开密钥才能解密。因为加密和解密使用的是两个不同的密钥,所以这种算法叫作非对称加密算法。

如下图所示,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。

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

加解密过程:

非对称加密工作过程简要示意图

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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。

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