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使用 PHP 进行最简单的双向加密PHP 中的可移植数据加密

php security encryption cryptography encryption-symmetric
2022-08-30 06:09:46

在常见的PHP安装中进行双向加密的最简单方法是什么？

我需要能够使用字符串密钥加密数据，并使用相同的密钥在另一端进行解密。

安全性并不像代码的可移植性那样令人担忧，所以我希望能够使事情尽可能简单。目前，我正在使用RC4实现，但是如果我能找到一些本地支持的东西，我想我可以节省很多不必要的代码。


答案 1

重要提示：除非您有非常特殊的用例，否则不要加密密码，而应改用密码哈希算法。当有人说他们在服务器端应用程序中加密密码时，他们要么不知情，要么描述的是危险的系统设计。安全存储密码是一个与加密完全不同的问题。

了解情况。设计安全系统。

PHP 中的可移植数据加密

如果您使用的是 PHP 5.4 或更高版本，并且不想自己编写加密模块，我建议使用提供经过身份验证的加密的现有库。我链接的库仅依赖于PHP提供的内容，并且正在由少数安全研究人员定期审查。（包括我自己。

如果你的可移植性目标不能阻止需要PECL扩展，那么强烈建议使用libsodium而不是你或我可以用PHP编写的任何东西。

更新 （2016-06-12）：现在，您可以使用sodium_compat并使用相同的加密 libsodium 产品，而无需安装 PECL 扩展。

如果您想尝试密码工程，请继续阅读。

首先，您应该花时间了解未经身份验证的加密和加密毁灭原则的危险。

  • 加密的数据仍可能被恶意用户篡改。
  • 对加密数据进行身份验证可防止篡改。
  • 对未加密的数据进行身份验证并不能防止篡改。

加密和解密

PHP中的加密实际上很简单（一旦您就如何加密信息做出了一些决定，我们将使用openssl_encrypt（）和openssl_decrypt（）。有关系统上支持的方法的列表，请参阅。最佳选择是 CTR 模式下的 AES：openssl_get_cipher_methods()

  • aes-128-ctr
  • aes-192-ctr
  • aes-256-ctr

目前没有理由相信AES密钥大小是一个需要担心的重大问题（由于256位模式下的密钥调度错误，更大可能不是更好）。

注意：我们没有使用mcrypt，因为它是废弃软件，并且具有可能影响安全性的未修补错误。由于这些原因，我鼓励其他PHP开发人员也避免使用它。

使用OpenSSL的简单加密/解密包装器

class UnsafeCrypto
{
    const METHOD = 'aes-256-ctr';

    /**
     * Encrypts (but does not authenticate) a message
     * 
     * @param string $message - plaintext message
     * @param string $key - encryption key (raw binary expected)
     * @param boolean $encode - set to TRUE to return a base64-encoded 
     * @return string (raw binary)
     */
    public static function encrypt($message, $key, $encode = false)
    {
        $nonceSize = openssl_cipher_iv_length(self::METHOD);
        $nonce = openssl_random_pseudo_bytes($nonceSize);

        $ciphertext = openssl_encrypt(
            $message,
            self::METHOD,
            $key,
            OPENSSL_RAW_DATA,
            $nonce
        );

        // Now let's pack the IV and the ciphertext together
        // Naively, we can just concatenate
        if ($encode) {
            return base64_encode($nonce.$ciphertext);
        }
        return $nonce.$ciphertext;
    }

    /**
     * Decrypts (but does not verify) a message
     * 
     * @param string $message - ciphertext message
     * @param string $key - encryption key (raw binary expected)
     * @param boolean $encoded - are we expecting an encoded string?
     * @return string
     */
    public static function decrypt($message, $key, $encoded = false)
    {
        if ($encoded) {
            $message = base64_decode($message, true);
            if ($message === false) {
                throw new Exception('Encryption failure');
            }
        }

        $nonceSize = openssl_cipher_iv_length(self::METHOD);
        $nonce = mb_substr($message, 0, $nonceSize, '8bit');
        $ciphertext = mb_substr($message, $nonceSize, null, '8bit');

        $plaintext = openssl_decrypt(
            $ciphertext,
            self::METHOD,
            $key,
            OPENSSL_RAW_DATA,
            $nonce
        );

        return $plaintext;
    }
}

使用示例

$message = 'Ready your ammunition; we attack at dawn.';
$key = hex2bin('000102030405060708090a0b0c0d0e0f101112131415161718191a1b1c1d1e1f');

$encrypted = UnsafeCrypto::encrypt($message, $key);
$decrypted = UnsafeCrypto::decrypt($encrypted, $key);

var_dump($encrypted, $decrypted);

演示：https://3v4l.org/jl7qR

上述简单的加密库仍然不能安全使用。我们需要在解密之前对密文进行身份验证并进行验证。

注意：默认情况下，将返回原始二进制字符串。如果您需要以二进制安全格式（base64编码）存储它，请这样称呼它：UnsafeCrypto::encrypt()

$message = 'Ready your ammunition; we attack at dawn.';
$key = hex2bin('000102030405060708090a0b0c0d0e0f101112131415161718191a1b1c1d1e1f');

$encrypted = UnsafeCrypto::encrypt($message, $key, true);
$decrypted = UnsafeCrypto::decrypt($encrypted, $key, true);

var_dump($encrypted, $decrypted);

演示：http://3v4l.org/f5K93

简单身份验证包装器

class SaferCrypto extends UnsafeCrypto
{
    const HASH_ALGO = 'sha256';

    /**
     * Encrypts then MACs a message
     * 
     * @param string $message - plaintext message
     * @param string $key - encryption key (raw binary expected)
     * @param boolean $encode - set to TRUE to return a base64-encoded string
     * @return string (raw binary)
     */
    public static function encrypt($message, $key, $encode = false)
    {
        list($encKey, $authKey) = self::splitKeys($key);

        // Pass to UnsafeCrypto::encrypt
        $ciphertext = parent::encrypt($message, $encKey);

        // Calculate a MAC of the IV and ciphertext
        $mac = hash_hmac(self::HASH_ALGO, $ciphertext, $authKey, true);

        if ($encode) {
            return base64_encode($mac.$ciphertext);
        }
        // Prepend MAC to the ciphertext and return to caller
        return $mac.$ciphertext;
    }

    /**
     * Decrypts a message (after verifying integrity)
     * 
     * @param string $message - ciphertext message
     * @param string $key - encryption key (raw binary expected)
     * @param boolean $encoded - are we expecting an encoded string?
     * @return string (raw binary)
     */
    public static function decrypt($message, $key, $encoded = false)
    {
        list($encKey, $authKey) = self::splitKeys($key);
        if ($encoded) {
            $message = base64_decode($message, true);
            if ($message === false) {
                throw new Exception('Encryption failure');
            }
        }

        // Hash Size -- in case HASH_ALGO is changed
        $hs = mb_strlen(hash(self::HASH_ALGO, '', true), '8bit');
        $mac = mb_substr($message, 0, $hs, '8bit');

        $ciphertext = mb_substr($message, $hs, null, '8bit');

        $calculated = hash_hmac(
            self::HASH_ALGO,
            $ciphertext,
            $authKey,
            true
        );

        if (!self::hashEquals($mac, $calculated)) {
            throw new Exception('Encryption failure');
        }

        // Pass to UnsafeCrypto::decrypt
        $plaintext = parent::decrypt($ciphertext, $encKey);

        return $plaintext;
    }

    /**
     * Splits a key into two separate keys; one for encryption
     * and the other for authenticaiton
     * 
     * @param string $masterKey (raw binary)
     * @return array (two raw binary strings)
     */
    protected static function splitKeys($masterKey)
    {
        // You really want to implement HKDF here instead!
        return [
            hash_hmac(self::HASH_ALGO, 'ENCRYPTION', $masterKey, true),
            hash_hmac(self::HASH_ALGO, 'AUTHENTICATION', $masterKey, true)
        ];
    }

    /**
     * Compare two strings without leaking timing information
     * 
     * @param string $a
     * @param string $b
     * @ref https://paragonie.com/b/WS1DLx6BnpsdaVQW
     * @return boolean
     */
    protected static function hashEquals($a, $b)
    {
        if (function_exists('hash_equals')) {
            return hash_equals($a, $b);
        }
        $nonce = openssl_random_pseudo_bytes(32);
        return hash_hmac(self::HASH_ALGO, $a, $nonce) === hash_hmac(self::HASH_ALGO, $b, $nonce);
    }
}

使用示例

$message = 'Ready your ammunition; we attack at dawn.';
$key = hex2bin('000102030405060708090a0b0c0d0e0f101112131415161718191a1b1c1d1e1f');

$encrypted = SaferCrypto::encrypt($message, $key);
$decrypted = SaferCrypto::decrypt($encrypted, $key);

var_dump($encrypted, $decrypted);

演示：原始二进制，base64 编码

如果有人希望在生产环境中使用此库，或者您希望自己实现相同的概念，我强烈建议您在这样做之前与您的常驻密码学家联系以获得第二意见。他们将能够告诉你我甚至可能没有意识到的错误。SaferCrypto

使用信誉良好的加密库会更好。


答案 2

编辑：

你真的应该使用openssl_encrypt（） & openssl_decrypt（）

正如Scott所说，Mcrypt不是一个好主意，因为它自2007年以来一直没有更新。

甚至还有一个RFC可以从PHP中删除Mcrypt - https://wiki.php.net/rfc/mcrypt-viking-funeral


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