使用 PHP 最简单的双向加密

Question

在常见 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解密。

安全性并不像代码的可移植性那么重要，因此我希望能够使事情尽可能简单。目前，我正在使用 RC4 实现，但如果我能找到本机支持的东西，我想我可以节省很多不必要的代码。

Answer 1

重要：除非您有非常特定的用例，不加密密码，而是使用密码哈希算法。当有人说他们在服务器端应用程序中加密他们的密码时，他们要么不知情，要么正在描述危险的系统设计。 安全存储密码是一个完全独立的问题加密。

获悉情况。设计安全系统。

PHP 中的便携式数据加密

如果您使用 PHP 5.4 或更高版本 并且不想编写加密技术如果您自己模块，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，并且由少数安全研究人员定期审查。 （包括我自己。）

如果您的可移植性目标不妨碍需要 PECL 扩展，libsodium< /strong> 比您或我可以用 PHP 编写的任何内容都强烈推荐。

更新 (2016-06-12)： 您现在可以使用 sodium_compat 并使用无需安装 PECL 扩展即可提供相同的 crypto libsodium。

如果您想尝试密码学工程，请继续阅读。

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首先，您应该花时间了解危险未经身份验证的加密和密码毁灭原理。

• 加密数据仍然可能被恶意用户篡改。
• 验证加密数据可防止篡改。
• 验证未加密的数据并不能防止篡改。

加密和解密

PHP 中的加密实际上很简单（我们将使用 openssl_encrypt() 和 openssl_decrypt() 一旦你做出了一些决定要加密您的信息，请参阅 openssl_get_cipher_methods() 以获取您的系统支持的方法列表。最好的选择是 CTR 模式下的 AES：

• 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要问题（由于 256- 中的密钥调度不良，可能并不是越大越好）位模式）。

注意：我们没有使用mcrypt，因为它是废弃软件 并且存在可能影响安全的未修补的错误。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/解密包装器使用

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;
    }
}

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

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上面的简单加密库使用起来仍然不安全。我们需要在解密之前验证密文并验证它们。

注意：默认情况下，UnsafeCrypto::encrypt() 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，请这样调用：

$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：原始二进制文件，base64 编码

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如果有人希望使用此生产环境中的 SaferCrypto 库，或者您自己实现相同概念，我强烈建议您联系您的常驻密码学家以获取更多信息之前的第二意见 你做。他们会告诉你我可能没有意识到的错误。

使用 会更好一个有信誉的密码学库。

Answer 2

已编辑：

您确实应该使用 openssl_encrypt() & openssl_decrypt()

作为斯科特 说，Mcrypt 不是一个好主意，因为它自 2007 年以来就没有更新过。

甚至有一个 RFC 从 PHP 中删除 Mcrypt - https://wiki.php.net/rfc/mcrypt-viking-funeral

Answer 3

使用 mcrypt_encrypt() 和 mcrypt_decrypt() 以及相应的参数。非常简单直接，而且您使用经过实战检验的加密包。

编辑

在此回答后 5 年零 4 个月，mcrypt 扩展现在正在弃用并最终从 PHP 中删除。

Answer 4

使用 openssl_encrypt() 进行加密
openssl_encrypt 函数提供了一种安全且简单的方法来加密数据。

在下面的脚本中，我们使用 AES128 加密方法，但您可以根据您要加密的内容考虑其他类型的加密方法。

<?php
$message_to_encrypt = "Yoroshikune";
$secret_key = "my-secret-key";
$method = "aes128";
$iv_length = openssl_cipher_iv_length($method);
$iv = openssl_random_pseudo_bytes($iv_length);

$encrypted_message = openssl_encrypt($message_to_encrypt, $method, $secret_key, 0, $iv);

echo $encrypted_message;
?>

以下是所使用变量的解释：

message_to_encrypt ：要加密的数据
Secret_key ：这是您的加密“密码”。一定不要选择太简单的东西，并小心不要与其他人分享你的密钥
method ：加密方法。这里我们选择AES128。
iv_length 和 iv ：使用字节准备加密
crypto_message ：包含加密消息的变量

使用 openssl_decrypt() 解密
现在您已加密数据，您可能需要解密它才能重新使用您首先包含在变量中的消息。为此，我们将使用函数 openssl_decrypt()。

<?php
$message_to_encrypt = "Yoroshikune";
$secret_key = "my-secret-key";
$method = "aes128";
$iv_length = openssl_cipher_iv_length($method);
$iv = openssl_random_pseudo_bytes($iv_length);
$encrypted_message = openssl_encrypt($message_to_encrypt, $method, $secret_key, 0, $iv);

$decrypted_message = openssl_decrypt($encrypted_message, $method, $secret_key, 0, $iv);

echo $decrypted_message;
?>

openssl_decrypt() 提出的解密方法与 openssl_encrypt() 接近。

唯一的区别是，您需要添加已加密的消息作为 openssl_decrypt() 的第一个参数，而不是添加 $message_to_encrypt。

注意：需要保存密钥和 iv 才能解密。

Answer 5

PHP 7.2 完全脱离了 Mcrypt，现在的加密基于可维护的 Libsodium 库。

您所有的加密需求都可以通过Libsodium库基本解决。

// On Alice's computer:
$msg = 'This comes from Alice.';
$signed_msg = sodium_crypto_sign($msg, $secret_sign_key);


// On Bob's computer:
$original_msg = sodium_crypto_sign_open($signed_msg, $alice_sign_publickey);
if ($original_msg === false) {
    throw new Exception('Invalid signature');
} else {
    echo $original_msg; // Displays "This comes from Alice."
}

Libsodium 文档：https://github.com/paragonie/pecl-libsodium-doc

Answer 6

重要这个答案仅对 PHP 5 有效，在 PHP 7 中使用内置加密函数。

这是简单但足够安全的实现：

• CBC 模式下的 AES-256 加密
• PBKDF2，用于根据纯文本密码
• HMAC 创建加密密钥来验证加密消息。

代码和示例位于：https://stackoverflow.com/a/19445173/1387163