PHP AES 加密/解密

Question

我找到了一个在 PHP 中编码/解码字符串的示例。乍一看它看起来很好，但它不起作用:-(

有人知道问题是什么吗？

$Pass = "Passwort";
$Clear = "Klartext";

$crypted = fnEncrypt($Clear, $Pass);
echo "Encrypted: ".$crypted."</br>";

$newClear = fnDecrypt($crypted, $Pass);
echo "Decrypted: ".$newClear."</br>";

function fnEncrypt($sValue, $sSecretKey) {
    return trim(base64_encode(mcrypt_encrypt(MCRYPT_RIJNDAEL_256, $sSecretKey, $sDecrypted, MCRYPT_MODE_ECB, mcrypt_create_iv(mcrypt_get_iv_size(MCRYPT_RIJNDAEL_256, MCRYPT_MODE_ECB), MCRYPT_RAND))));
}

function fnDecrypt($sValue, $sSecretKey) {
    return trim(mcrypt_decrypt(MCRYPT_RIJNDAEL_256, $sSecretKey, base64_decode($sEncrypted), MCRYPT_MODE_ECB, mcrypt_create_iv(mcrypt_get_iv_size(MCRYPT_RIJNDAEL_256, MCRYPT_MODE_ECB), MCRYPT_RAND)));
}

结果是：

加密：boKRNTYYNp7AiOvY1CidqsAn9wX4ufz/D9XrpjAOPk8=

解密：—‚(ÑÁ ^ yË~ F'¸®Ó–í œð2Á_B‰—

Answer 1

请使用现有的安全 PHP 加密库

编写自己的加密算法通常不是一个好主意，除非您有破解其他人加密算法的经验密码学实现。

这里的示例都没有对密文进行身份验证，这使得它们容易受到位-重写攻击。

如果您可以安装 PECL 扩展，libsodium 会更好

<?php
// PECL libsodium 0.2.1 and newer

/**
 * Encrypt a message
 * 
 * @param string $message - message to encrypt
 * @param string $key - encryption key
 * @return string
 */
function safeEncrypt($message, $key)
{
    $nonce = \Sodium\randombytes_buf(
        \Sodium\CRYPTO_SECRETBOX_NONCEBYTES
    );

    return base64_encode(
        $nonce.
        \Sodium\crypto_secretbox(
            $message,
            $nonce,
            $key
        )
    );
}

/**
 * Decrypt a message
 * 
 * @param string $encrypted - message encrypted with safeEncrypt()
 * @param string $key - encryption key
 * @return string
 */
function safeDecrypt($encrypted, $key)
{   
    $decoded = base64_decode($encrypted);
    $nonce = mb_substr($decoded, 0, \Sodium\CRYPTO_SECRETBOX_NONCEBYTES, '8bit');
    $ciphertext = mb_substr($decoded, \Sodium\CRYPTO_SECRETBOX_NONCEBYTES, null, '8bit');

    return \Sodium\crypto_secretbox_open(
        $ciphertext,
        $nonce,
        $key
    );
}    

然后测试一下：

<?php
// This refers to the previous code block.
require "safeCrypto.php"; 

// Do this once then store it somehow:
$key = \Sodium\randombytes_buf(\Sodium\CRYPTO_SECRETBOX_KEYBYTES);
$message = 'We are all living in a yellow submarine';

$ciphertext = safeEncrypt($message, $key);
$plaintext = safeDecrypt($ciphertext, $key);

var_dump($ciphertext);
var_dump($plaintext);

这可以在您需要的任何情况下使用以相当高的确定性向客户端传递数据（例如，没有服务器端存储的会话的加密 cookie、加密的 URL 参数等），最终用户无法破译或可靠地篡改数据。

由于libsodium 是跨平台的，这也使得与 PHP 进行通信变得更加容易，例如 Java 小程序或本机移动设备应用程序。

---

注意：如果您特别需要将由 libsodium 提供支持的加密 cookie 添加到您的应用程序中，我的雇主 Paragon Initiative Enterprises 正在开发一个名为 Halite 可以为您完成所有这一切。

Answer 2

如果您不想对 15 行代码即可解决的问题使用严重依赖项，请使用内置的 OpenSSL 函数。大多数 PHP 安装都附带 OpenSSL，它在 PHP 中提供快速、兼容且安全的 AES 加密。嗯，只要您遵循最佳实践，它就是安全的。

以下代码：

• 在 CBC 模式下使用 AES256
• 与其他 AES 实现兼容，但不兼容 mcrypt，因为 mcrypt 使用 PKCS#5 而不是 PKCS#7。
• 使用 SHA256 根据提供的密码生成密钥
• 生成加密数据的 hmac 散列以进行完整性检查
• 为每条消息生成随机 IV
• 将 IV（16 字节）和散列（32 字节）添加到密文中
• 应该非常安全

IV 是公共信息，并且每条消息都需要是随机的。哈希值可确保数据未被篡改。

function encrypt($plaintext, $password) {
    $method = "AES-256-CBC";
    $key = hash('sha256', $password, true);
    $iv = openssl_random_pseudo_bytes(16);

    $ciphertext = openssl_encrypt($plaintext, $method, $key, OPENSSL_RAW_DATA, $iv);
    $hash = hash_hmac('sha256', $ciphertext . $iv, $key, true);

    return $iv . $hash . $ciphertext;
}

function decrypt($ivHashCiphertext, $password) {
    $method = "AES-256-CBC";
    $iv = substr($ivHashCiphertext, 0, 16);
    $hash = substr($ivHashCiphertext, 16, 32);
    $ciphertext = substr($ivHashCiphertext, 48);
    $key = hash('sha256', $password, true);

    if (!hash_equals(hash_hmac('sha256', $ciphertext . $iv, $key, true), $hash)) return null;

    return openssl_decrypt($ciphertext, $method, $key, OPENSSL_RAW_DATA, $iv);
}

用法：

$encrypted = encrypt('Plaintext string.', 'password'); // this yields a binary string

echo decrypt($encrypted, 'password');
// decrypt($encrypted, 'wrong password') === null

---

编辑：更新为使用 hash_equals 并将 IV 添加到哈希中。

Answer 3

您的代码中未定义 $sDecrypted 和 $sEncrypted。查看可行的解决方案（但不安全！）：

---

停止！

此示例不安全！请勿使用它！

---

$Pass = "Passwort";
$Clear = "Klartext";        

$crypted = fnEncrypt($Clear, $Pass);
echo "Encrypred: ".$crypted."</br>";

$newClear = fnDecrypt($crypted, $Pass);
echo "Decrypred: ".$newClear."</br>";        

function fnEncrypt($sValue, $sSecretKey)
{
    return rtrim(
        base64_encode(
            mcrypt_encrypt(
                MCRYPT_RIJNDAEL_256,
                $sSecretKey, $sValue, 
                MCRYPT_MODE_ECB, 
                mcrypt_create_iv(
                    mcrypt_get_iv_size(
                        MCRYPT_RIJNDAEL_256, 
                        MCRYPT_MODE_ECB
                    ), 
                    MCRYPT_RAND)
                )
            ), "\0"
        );
}

function fnDecrypt($sValue, $sSecretKey)
{
    return rtrim(
        mcrypt_decrypt(
            MCRYPT_RIJNDAEL_256, 
            $sSecretKey, 
            base64_decode($sValue), 
            MCRYPT_MODE_ECB,
            mcrypt_create_iv(
                mcrypt_get_iv_size(
                    MCRYPT_RIJNDAEL_256,
                    MCRYPT_MODE_ECB
                ), 
                MCRYPT_RAND
            )
        ), "\0"
    );
}

但是此代码中还存在其他问题，使其不安全，特别是 ECB 的使用（这不是加密模式，只是可以定义加密模式的构建块）。请参阅Fab Sa 的回答，了解最严重问题的快速解决方案以及斯科特关于如何正确执行此操作的回答。

Answer 4

有关信息 MCRYPT_MODE_ECB 不使用 IV（初始化向量）。 ECB 模式将您的消息分成块，每个块都单独加密。我真的不推荐。

CBC 模式使用 IV 使每条消息都是唯一的。建议使用 CBC 代替 ECB。

示例：

<?php
$password = "myPassword_!";
$messageClear = "Secret message";

// 32 byte binary blob
$aes256Key = hash("SHA256", $password, true);

// for good entropy (for MCRYPT_RAND)
srand((double) microtime() * 1000000);
// generate random iv
$iv = mcrypt_create_iv(mcrypt_get_iv_size(MCRYPT_RIJNDAEL_256, MCRYPT_MODE_CBC), MCRYPT_RAND);


$crypted = fnEncrypt($messageClear, $aes256Key);

$newClear = fnDecrypt($crypted, $aes256Key);

echo
"IV:        <code>".$iv."</code><br/>".
"Encrypred: <code>".$crypted."</code><br/>".
"Decrypred: <code>".$newClear."</code><br/>";

function fnEncrypt($sValue, $sSecretKey) {
    global $iv;
    return rtrim(base64_encode(mcrypt_encrypt(MCRYPT_RIJNDAEL_256, $sSecretKey, $sValue, MCRYPT_MODE_CBC, $iv)), "\0\3");
}

function fnDecrypt($sValue, $sSecretKey) {
    global $iv;
    return rtrim(mcrypt_decrypt(MCRYPT_RIJNDAEL_256, $sSecretKey, base64_decode($sValue), MCRYPT_MODE_CBC, $iv), "\0\3");
}

您必须存储 IV 来解码每条消息（IV 不是秘密的）。每条消息都是唯一的，因为每条消息都有唯一的 IV。

• 有关操作模式 (wikipedia) 的更多信息。

Answer 5

这是 AES 加密 的有效解决方案 - 使用 openssl 实现。它使用密码块链接模式（CBC 模式）。因此，除了 data 和 key 之外，您还可以指定 iv 和 block size

 <?php
      class AESEncryption {

            protected $key;
            protected $data;
            protected $method;
            protected $iv;

            /**
             * Available OPENSSL_RAW_DATA | OPENSSL_ZERO_PADDING
             *
             * @var type $options
             */
            protected $options = 0;

            /**
             * 
             * @param type $data
             * @param type $key
             * @param type $iv
             * @param type $blockSize
             * @param type $mode
             */
            public function __construct($data = null, $key = null, $iv = null, $blockSize = null, $mode = 'CBC') {
                $this->setData($data);
                $this->setKey($key);
                $this->setInitializationVector($iv);
                $this->setMethod($blockSize, $mode);
            }

            /**
             * 
             * @param type $data
             */
            public function setData($data) {
                $this->data = $data;
            }

            /**
             * 
             * @param type $key
             */
            public function setKey($key) {
                $this->key = $key;
            }

            /**
             * CBC 128 192 256 
              CBC-HMAC-SHA1 128 256
              CBC-HMAC-SHA256 128 256
              CFB 128 192 256
              CFB1 128 192 256
              CFB8 128 192 256
              CTR 128 192 256
              ECB 128 192 256
              OFB 128 192 256
              XTS 128 256
             * @param type $blockSize
             * @param type $mode
             */
            public function setMethod($blockSize, $mode = 'CBC') {
                if($blockSize==192 && in_array('', array('CBC-HMAC-SHA1','CBC-HMAC-SHA256','XTS'))){
                    $this->method=null;
                    throw new Exception('Invalid block size and mode combination!');
                }
                $this->method = 'AES-' . $blockSize . '-' . $mode;
            }

            /**
             * 
             * @param type $data
             */
            public function setInitializationVector($iv) {
                $this->iv = $iv;
            }

            /**
             * 
             * @return boolean
             */
            public function validateParams() {
                if ($this->data != null &&
                        $this->method != null ) {
                    return true;
                } else {
                    return FALSE;
                }
            }

            //it must be the same when you encrypt and decrypt
            protected function getIV() { 
                return $this->iv;
            }

             /**
             * @return type
             * @throws Exception
             */
            public function encrypt() {
                if ($this->validateParams()) { 
                    return trim(openssl_encrypt($this->data, $this->method, $this->key, $this->options,$this->getIV()));
                } else {
                    throw new Exception('Invalid params!');
                }
            }

            /**
             * 
             * @return type
             * @throws Exception
             */
            public function decrypt() {
                if ($this->validateParams()) {
                   $ret=openssl_decrypt($this->data, $this->method, $this->key, $this->options,$this->getIV());

                   return   trim($ret); 
                } else {
                    throw new Exception('Invalid params!');
                }
            }

        }

示例用法：

<?php
        $data = json_encode(['first_name'=>'Dunsin','last_name'=>'Olubobokun','country'=>'Nigeria']);
        $inputKey = "W92ZB837943A711B98D35E799DFE3Z18";
        $iv = "tuqZQhKP48e8Piuc";
        $blockSize = 256;
        $aes = new AESEncryption($data, $inputKey, $iv, $blockSize);
        $enc = $aes->encrypt();
        $aes->setData($enc);
        $dec=$aes->decrypt();
        echo "After encryption: ".$enc."<br/>";
        echo "After decryption: ".$dec."<br/>";

Answer 6

这些是使用 AES256 CBC 使用 PHP 加密/解密字符串的紧凑方法：

function encryptString($plaintext, $password, $encoding = null) {
    $iv = openssl_random_pseudo_bytes(16);
    $ciphertext = openssl_encrypt($plaintext, "AES-256-CBC", hash('sha256', $password, true), OPENSSL_RAW_DATA, $iv);
    $hmac = hash_hmac('sha256', $ciphertext.$iv, hash('sha256', $password, true), true);
    return $encoding == "hex" ? bin2hex($iv.$hmac.$ciphertext) : ($encoding == "base64" ? base64_encode($iv.$hmac.$ciphertext) : $iv.$hmac.$ciphertext);
}

function decryptString($ciphertext, $password, $encoding = null) {
    $ciphertext = $encoding == "hex" ? hex2bin($ciphertext) : ($encoding == "base64" ? base64_decode($ciphertext) : $ciphertext);
    if (!hash_equals(hash_hmac('sha256', substr($ciphertext, 48).substr($ciphertext, 0, 16), hash('sha256', $password, true), true), substr($ciphertext, 16, 32))) return null;
    return openssl_decrypt(substr($ciphertext, 48), "AES-256-CBC", hash('sha256', $password, true), OPENSSL_RAW_DATA, substr($ciphertext, 0, 16));
}

用法：

$enc = encryptString("mysecretText", "myPassword");
$dec = decryptString($enc, "myPassword");

---

编辑：这是使用 AES256 GCM 的函数的新版本> 和PBKDF2作为密钥派生，更安全。

function str_encryptaesgcm($plaintext, $password, $encoding = null) {
    if ($plaintext != null && $password != null) {
        $keysalt = openssl_random_pseudo_bytes(16);
        $key = hash_pbkdf2("sha512", $password, $keysalt, 20000, 32, true);
        $iv = openssl_random_pseudo_bytes(openssl_cipher_iv_length("aes-256-gcm"));
        $tag = "";
        $encryptedstring = openssl_encrypt($plaintext, "aes-256-gcm", $key, OPENSSL_RAW_DATA, $iv, $tag, "", 16);
        return $encoding == "hex" ? bin2hex($keysalt.$iv.$encryptedstring.$tag) : ($encoding == "base64" ? base64_encode($keysalt.$iv.$encryptedstring.$tag) : $keysalt.$iv.$encryptedstring.$tag);
    }
}

function str_decryptaesgcm($encryptedstring, $password, $encoding = null) {
    if ($encryptedstring != null && $password != null) {
        $encryptedstring = $encoding == "hex" ? hex2bin($encryptedstring) : ($encoding == "base64" ? base64_decode($encryptedstring) : $encryptedstring);
        $keysalt = substr($encryptedstring, 0, 16);
        $key = hash_pbkdf2("sha512", $password, $keysalt, 20000, 32, true);
        $ivlength = openssl_cipher_iv_length("aes-256-gcm");
        $iv = substr($encryptedstring, 16, $ivlength);
        $tag = substr($encryptedstring, -16);
        return openssl_decrypt(substr($encryptedstring, 16 + $ivlength, -16), "aes-256-gcm", $key, OPENSSL_RAW_DATA, $iv, $tag);
    }
}

用法：

$enc = str_encryptaesgcm("mysecretText", "myPassword", "base64"); // return a base64 encrypted string, you can also choose hex or null as encoding.
$dec = str_decryptaesgcm($enc, "myPassword", "base64");

Answer 7

使用 AES 加密需要注意的一些重要事项：

1. 切勿使用纯文本作为加密密钥。始终对纯文本密钥进行哈希处理，然后用于加密。
2. 始终使用随机 IV（初始化向量）进行加密和解密。 真正的随机化很重要。
3. 如上所述，不要使用 ecb 模式，使用 CBC 代替。

Answer 8

如果您使用的是 MCRYPT_RIJNDAEL_128，请尝试 rtrim($output, "\0\3")。如果字符串的长度小于16，解密函数将返回一个长度为16个字符的字符串，并在末尾添加03。

您可以轻松检查这一点，例如尝试：

$string = "TheString";
$decrypted_string = decrypt_function($stirng, $key);

echo bin2hex($decrypted_string)."=".bin2hex("TheString");

Answer 9

这是一个改进版本基于blade编写的代码

• 添加注释
• 在抛出之前覆盖参数以避免通过异常
• 检查返回值 泄漏秘密来自 openssl 和 hmac 函数

代码：

class Crypto
{
    /**
     * Encrypt data using OpenSSL (AES-256-CBC)
     * @param string $plaindata Data to be encrypted
     * @param string $cryptokey key for encryption (with 256 bit of entropy)
     * @param string $hashkey key for hashing (with 256 bit of entropy)
     * @return string IV+Hash+Encrypted as raw binary string. The first 16
     *     bytes is IV, next 32 bytes is HMAC-SHA256 and the rest is
     *     $plaindata as encrypted.
     * @throws Exception on internal error
     *
     * Based on code from: https://stackoverflow.com/a/46872528
     */
    public static function encrypt($plaindata, $cryptokey, $hashkey)
    {
        $method = "AES-256-CBC";
        $key = hash('sha256', $cryptokey, true);
        $iv = openssl_random_pseudo_bytes(16);

        $cipherdata = openssl_encrypt($plaindata, $method, $key, OPENSSL_RAW_DATA, $iv);

        if ($cipherdata === false)
        {
            $cryptokey = "**REMOVED**";
            $hashkey = "**REMOVED**";
            throw new \Exception("Internal error: openssl_encrypt() failed:".openssl_error_string());
        }

        $hash = hash_hmac('sha256', $cipherdata.$iv, $hashkey, true);

        if ($hash === false)
        {
            $cryptokey = "**REMOVED**";
            $hashkey = "**REMOVED**";
            throw new \Exception("Internal error: hash_hmac() failed");
        }

        return $iv.$hash.$cipherdata;
    }

    /**
    * Decrypt data using OpenSSL (AES-256-CBC)
     * @param string $encrypteddata IV+Hash+Encrypted as raw binary string
     *     where the first 16 bytes is IV, next 32 bytes is HMAC-SHA256 and
     *     the rest is encrypted payload.
     * @param string $cryptokey key for decryption (with 256 bit of entropy)
     * @param string $hashkey key for hashing (with 256 bit of entropy)
     * @return string Decrypted data
     * @throws Exception on internal error
     *
     * Based on code from: https://stackoverflow.com/a/46872528
     */
    public static function decrypt($encrypteddata, $cryptokey, $hashkey)
    {
        $method = "AES-256-CBC";
        $key = hash('sha256', $cryptokey, true);
        $iv = substr($encrypteddata, 0, 16);
        $hash = substr($encrypteddata, 16, 32);
        $cipherdata = substr($encrypteddata, 48);

        if (!hash_equals(hash_hmac('sha256', $cipherdata.$iv, $hashkey, true), $hash))
        {
            $cryptokey = "**REMOVED**";
            $hashkey = "**REMOVED**";
            throw new \Exception("Internal error: Hash verification failed");
        }

        $plaindata = openssl_decrypt($cipherdata, $method, $key, OPENSSL_RAW_DATA, $iv);

        if ($plaindata === false)
        {
            $cryptokey = "**REMOVED**";
            $hashkey = "**REMOVED**";
            throw new \Exception("Internal error: openssl_decrypt() failed:".openssl_error_string());
        }

        return $plaindata;
    }
}

如果您确实无法拥有适当的加密和哈希密钥，但必须使用用户输入的密码作为唯一的秘密，您可以执行以下操作：

/**
 * @param string $password user entered password as the only source of
 *   entropy to generate encryption key and hash key.
 * @return array($encryption_key, $hash_key) - note that PBKDF2 algorithm
 *   has been configured to take around 1-2 seconds per conversion
 *   from password to keys on a normal CPU to prevent brute force attacks.
 */
public static function generate_encryptionkey_hashkey_from_password($password)
{
    $hash = hash_pbkdf2("sha512", "$password", "salt$password", 1500000);
    return str_split($hash, 64);
}

Answer 10

如果您使用 PHP >= 7.2，请考虑使用内置钠核心扩展进行加密。

在此处查找更多信息 - http://php.net/manual/en/intro.sodium.php。