對稱加解密算法中,當前最為安全的是 AES 加密算法(以前應該是是 DES 加密算法),PHP 提供了兩個可以用于 AES 加密算法的函數簇:Mcrypt 和 OpenSSL。
其中 Mcrypt 在 PHP 7.1.0 中被 Deprecated,在 PHP 7.2.0 中被移除,所以即可起你應該使用 OpenSSL 來實現 AES 的數據加解密。
在一些場景下,我們不能保證兩套通信系統都使用了相函數簇去實現加密算法,可能 siteA 使用了最新的 OpenSSL 來實現了 AES 加密,但作為第三方服務的 siteB 可能仍在使用 Mcrypt 算法,這就要求我們必須清楚 Mcrypt 同 OpenSSL 之間的差異,以便保證數據加解密的一致性。
下文中我們將分別使用 Mcrypt 和 OpenSSL 來實現 AES-128/192/256-CBC 加解密,二者同步加解密的要點為:
1、使用何種填充算法。Mcrypt 自動使用 NUL( //0 ),OpenSSL 自動使用 PKCS7。
2、否對數據做了base64編碼處理。Mcrypt 默認不使用 base64 編碼(雖然我們很建議使用),OpenSSL 默認使用 base64編碼。
協同好以上兩點,就可以讓 Mcrypt 和 OpenSSL 之間一致性的對數據進行加解密。
AES 概述AES 是當前最為常用的安全對稱加密算法,關于對稱加密這里就不在闡述了。
AES 有三種算法,主要是對數據塊的大小存在區別:
AES-128:需要提供 16 位的密鑰 key
AES-192:需要提供 24 位的密鑰 key
AES-256:需要提供 32 位的密鑰 key
AES 是按數據塊大?。?28/192/256)對待加密內容進行分塊處理的,會經常出現最后一段數據長度不足的場景,這時就需要填充數據長度到加密算法對應的數據塊大小。
主要的填充算法有填充 NUL( 0 ) 和 PKCS7,Mcrypt 默認使用的 NUL( 0 ) 填充算法,當前已不被推薦,OpenSSL 則默認模式使用 PKCS7 對數據進行填充并對加密后的數據進行了 base64encode 編碼,所以建議開發中使用 PKCS7 對待加密數據進行填充,已保證通用性(alipay sdk 中雖然使用了 Mcrypt 加密簇,但使用 PKCS7 算法對數據進行了填充,這樣在一定程度上親和了 OpenSSL 加密算法)。
NUL( /0 ) 填充算法Mcrypt 的默認填充算法。NUL 即為 Ascii 表的編號為 0 的元素,即空元素,轉移字符是 /0 ,PHP 的 pack 打包函數在 a 模式下就是以 NUL 字符對內容進行填充的,當然,使用 /0 手動拼接也是可以的。
/** * NUL( /0 )填充算法 * @param string $source * @return stringfunction addZeroPadding($source, $cipher = MCRYPT_RIJNDAEL_128, $mode = MCRYPT_MODE_CBC) $source = trim($source); // openssl 并沒有提供加密cipher對應的數據塊大小的api這點比較坑 $block = mcrypt_get_block_size($cipher, $mode); $pad = $block - (strlen($source) % $block); if ($pad = $block) { // $source .= str_repeat( /0 , $pad);//KISS寫法 // pack 方法 a 模式使用 NUL( /0 ) 對內容進行填充 A 模式則使用空白字符填充 $source .= pack( a{$pad} , //高端寫法 return $source; * NUL( /0 )填充算法移除 * @param string $source * @return stringfunction stripZeroPadding($source) return rtrim($source, /0 }
PKCS7 填充算法
OpenSSL的默認填充算法。下面我們給出 PKCS7 填充算法 PHP 的實現:
/** * PKCS7填充算法 * @param string $source * @return stringfunction addPKCS7Padding($source, $cipher = MCRYPT_RIJNDAEL_128, $mode = MCRYPT_MODE_CBC) $source = trim($source); $block = mcrypt_get_block_size($cipher, $mode); $pad = $block - (strlen($source) % $block); if ($pad = $block) { $char = chr($pad); $source .= str_repeat($char, $pad); return $source; * 移去PKCS7填充算法 * @param string $source * @return stringfunction stripPKSC7Padding($source) $source = trim($source); $char = substr($source, -1); $num = ord($char); if ($num == 62) { return $source; $source = substr($source, 0, -$num); return $source;}Mcrypt
默認使用 NUL( /0 ) 自動對待加密數據進行填充以對齊加密算法數據塊長度。
獲取 mcrypt 支持的算法,這里我們只關注 AES 算法。
$cipher_list = mcrypt_list_algorithms();print_r($cipher_list);// 加密算法名稱 對應的 常量標識// rijndael-128 == MCRYPT_RIJNDAEL_128// rijndael-192 == MCRYPT_RIJNDAEL_192// rijndael-256 == MCRYPT_RIJNDAEL_256
注意:mcrypt 雖然支持 AES 三種算法,但除 MCRYPT_RIJNDAEL_128 外,MCRYPT_RIJNDAEL_192/256 并未遵循 AES-192/256 標準進行加解密的算法,即如果你同其他系統通信(java/.net),使用 MCRYPT_RIJNDAEL_192/256 可能無法被其他嚴格按照 AES-192/256 標準的系統正確的數據解密。官方文檔頁面中也有人在 User Contributed Notes 中提及。這里給出如何使用 mcrpyt 做標注的 AES-128/192/256 加解密
AES-128-CBC = mcrpyt(cipher MCRYPT_RIJNDAEL_128 + key 16位 + iv 16 位 + mode MCRYPT_MODE_CBC)
AES-192-CBC = mcrpyt(cipher MCRYPT_RIJNDAEL_128 + key 24位 + iv 16 位 + mode MCRYPT_MODE_CBC)
AES-256-CBC = mcrpyt(cipher MCRYPT_RIJNDAEL_128 + key 32位 + iv 16 位 + mode MCRYPT_MODE_CBC)
即算法統一使用 MCRYPT_RIJNDAEL_128,并通過 key 的位數 來選定是以何種 AES 標準做的加密,iv 是建議添加且建議固定為16位(OpenSSL的 AES加密 iv 始終為 16 位,便于統一對齊),mode 選用的 CBC 模式。
mcrypt 在對數據進行加密處理時,如果發現數據長度與使用的加密算法的數據塊長度未對齊,則會自動使用 /0 對待加密數據進行填充,但 /0 填充模式已不再被推薦,為了與其他系統有更好的兼容性,建議大家手動對數據進行 PKCS7 填充。
OpenSSLopenssl 簇加密方法更為簡單明確,mcrypt 還要將加密算法分為 cipher + mode 去指定,openssl 則只需要直接指定 method 為 AES-128-CBC,AES-192-CBC,AES-256-CBC 即可。且提供了三種數據處理模式,即 默認模式 0 / OPENSSL_RAW_DATA/ OPENSSL_ZERO_PADDING。
openssl 默認的數據填充方式是 PKCS7,為兼容 mcrpty 也提供處理 0 填充的數據的模式,具體為下:
//我們只看部分參數 還有一些默認參數沒列出// 加密openssl_encrypt(string $data, string $method, string $key, int $options = 0, string $iv = )// 解密openssl_decrypt(string $data, string $method, string $key, int $options = 0, string $iv = )
options 參數即為重要,它是兼容 mcrpty 算法的關鍵:
options = 0: 默認模式,自動對明文進行 pkcs7 padding,且數據做 base64 編碼處理。
options = 1: OPENSSL_RAW_DATA,自動對明文進行 pkcs7 padding, 且數據未經 base64 編碼處理。
options = 2: OPENSSL_ZERO_PADDING,要求待加密的數據長度已按 0 填充與加密算法數據塊長度對齊,即同 mcrpty 默認填充的方式一致,且對數據做 base64 編碼處理。注意,此模式下 openssl 要求待加密數據已按 0 填充好,其并不會自動幫你填充數據,如果未填充對齊,則會報錯。
故可以得出 mcrpty簇 與 openssl簇 的兼容條件如下:
1、如果 A 系統使用了 mcrypt 的默認的 /0 自動填充算法進行了數據加密,那 B 系統使用 openssl 進行解密時,需要選擇 OPENSSL_ZERO_PADDING 模式。這里同時要特別注意,OPENSSL_ZERO_PADDING 模式是認為數據是做了 base64 編碼處理的,如果 A 系統 mcrpty 沒有對數據做 base64_encode 處理,則 B 解密數據時還需要將數據 base64_encode 后再傳遞給 openssl_decrypt。2、如果 A 系統手動使用了 PKCS7 對待加密數據做了處理,那 B 系統只需根據 A 系統是否對數據做了 base64 編碼處理選擇 0或 OPENSSL_ZERO_PADDING 模式即可。如果對 A 使用了 base64 編碼,則 B 使用 0 模式;如果 A 沒有使用 base64 編碼,則使用 OPENSSL_RAW_DATA 模式。加解密實例建議將源碼復制到本地運行,根據運行結果更好理解。
?php * MCRYPT_RIJNDAEL_128 CBC + 16位Key + 16位iv = openssl_encrypt(AES-128-CBC, 16位Key, 16位iv) = AES-128 * MCRYPT_RIJNDAEL_128 CBC + 24位Key + 16位iv = openssl_encrypt(AES-192-CBC, 24位Key, 16位iv) = AES-192 * MCRYPT_RIJNDAEL_128 CBC + 32位Key + 16位iv = openssl_encrypt(AES-256-CBC, 32位Key, 16位iv) = AES-256 * ------------------------------------------------------------------------------------------------------ * openssl_簇 options * 0 : 默認模式,自動對數據做 pkcs7 填充, 且返回的加密數據經過 base64 編碼 * 1 : OPENSSL_RAW_DATA, 自動對數據做 pkcs7 填充, 且返回的加密數據未經過 base64 編碼 * 2 : OPENSSL_ZERO_PADDING, 處理使用 NUL( /0 ) 的數據,故需手動使用 NUL( /0 ) 填充好數據再做加密處理,如未做則會報錯 * -------------------------------------------------------------------------------------------------------- * 加密工具類// mcrypt AES 固定使用 MCRYPT_RIJNDAEL_128 通過 key 的長度來決定具體使用的具體何種 AES$mcrypt_cipher = MCRYPT_RIJNDAEL_128;$mcrypt_mode = MCRYPT_MODE_CBC;// aes-128=16 aes-192=24 aes-256=32$key_size = 16;$key = get_random_str($key_size);// openssl AES 向量長度固定 16 位 這里為兼容建議固定長度為 16 位$iv_size = 16;$iv = get_random_str($iv_size);// 隨機字符串function get_random_str($length = 16) $char_set = array_merge(range( a , z ), range( A , Z ), range( 0 , 9 shuffle($char_set); return implode( , array_slice($char_set, 0, $length)); * 加密算法 * @param string $content 待加密數據 * @param string $key 加密key 注意 key 長度要求 * @param string $iv 加密向量 固定為16位可以保證與openssl的兼容性 * @param string $cipher 加密算法 * @param string $mode 加密模式 * @param bool $pkcs7 是否使用pkcs7填充 否則使用 mcrypt 自帶的 NUL( /0 ) 填充 * @param bool $base64 是否對數據做 base64 處理 因加密后數據會有非打印字符 所以推薦做 base64 處理 * @return string 加密后的內容function user_mcrypt_encrypt($content, $key, $iv, $cipher = MCRYPT_RIJNDAEL_128, $mode = MCRYPT_MODE_CBC, $pkcs7 = true, $base64 = true) //AES, 128 模式加密數據 CBC $content = $pkcs7 ? addPKCS7Padding($content) : $content; $content_encrypted = mcrypt_encrypt($cipher, $key, $content, $mode, $iv); return $base64 ? base64_encode($content_encrypted) : $content_encrypted; * 解密算法 * @param [type] $content_encrypted 待解密的內容 * @param [type] $key 加密key 注意 key 長度要求 * @param [type] $iv 加密向量 固定為16位可以保證與openssl的兼容性 * @param [type] $cipher 加密算法 * @param [type] $mode 加密模式 * @param bool $pkcs7 帶解密內容是否使用了pkcs7填充 如果沒使用則 mcrypt 會自動移除填充的 NUL( /0 ) * @param bool $base64 是否對數據做 base64 處理 * @return [type] [description]function user_mcrypt_decrypt($content_encrypted, $key, $iv, $cipher = MCRYPT_RIJNDAEL_128, $mode = MCRYPT_MODE_CBC, $pkcs7 = true, $base64 = true) //AES, 128 模式加密數據 CBC $content_encrypted = $base64 ? base64_decode($content_encrypted) : $content_encrypted; $content = mcrypt_decrypt($cipher, $key, $content_encrypted, $mode, $iv); // 解密后的內容 要根據填充算法來相應的移除填充數 $content = $pkcs7 ? stripPKSC7Padding($content) : rtrim($content, /0 return $content; * PKCS7填充算法 * @param string $source * @return stringfunction addPKCS7Padding($source, $cipher = MCRYPT_RIJNDAEL_128, $mode = MCRYPT_MODE_CBC) $source = trim($source); $block = mcrypt_get_block_size($cipher, $mode); $pad = $block - (strlen($source) % $block); if ($pad = $block) { $char = chr($pad); $source .= str_repeat($char, $pad); return $source; * 移去PKCS7填充算法 * @param string $source * @return stringfunction stripPKSC7Padding($source) $source = trim($source); $char = substr($source, -1); $num = ord($char); if ($num == 62) { return $source; $source = substr($source, 0, -$num); return $source; * NUL( /0 )填充算法 * @param string $source * @return stringfunction addZeroPadding($source, $cipher = MCRYPT_RIJNDAEL_128, $mode = MCRYPT_MODE_CBC) $source = trim($source); // openssl 并沒有提供加密cipher對應的數據塊大小的api這點比較坑 $block = mcrypt_get_block_size($cipher, $mode); $pad = $block - (strlen($source) % $block); if ($pad = $block) { // $source .= str_repeat( /0 , $pad);//KISS寫法 // pack 方法 a 模式使用 NUL( /0 ) 對內容進行填充 A 模式則使用空白字符填充 $source .= pack( a{$pad} , //高端寫法 return $source; * NUL( /0 )填充算法移除 * @param string $source * @return stringfunction stripZeroPadding($source) return rtrim($source, /0 // 待加密內容$content = hello world echo 使用 NUL( /0 ) 填充算法 不對結果做 base64 處理: . PHP_EOL;echo mcrypt 加密: . PHP_EOL;var_dump($data = user_mcrypt_encrypt($content, $key, $iv, $mcrypt_cipher, $mcrypt_mode, false, false));echo openssl 解密: . PHP_EOL;// 需經過 NUL( /0 ) 填充加密后被 base64_encode 的數據 解密后續手動移除 NUL( /0 )var_dump(stripZeroPadding(openssl_decrypt(base64_encode($data), AES-128-CBC , $key, OPENSSL_ZERO_PADDING, $iv)));echo openssl 加密: . PHP_EOL;// 需對待處理的數據做 NUL( /0 ) 填充,且返回的數據被 base64_encode 編碼了var_dump($data = base64_decode(openssl_encrypt(addZeroPadding($content), AES-128-CBC , $key, OPENSSL_ZERO_PADDING, $iv)));echo mcrypt 解密: . PHP_EOL;var_dump(user_mcrypt_decrypt($data, $key, $iv, $mcrypt_cipher, $mcrypt_mode, false, false));echo PHP_EOL;echo 使用 NUL( /0 ) 填充算法 對結果做 base64 處理: . PHP_EOL;echo mcrypt 加密: . PHP_EOL;var_dump($data = user_mcrypt_encrypt($content, $key, $iv, $mcrypt_cipher, $mcrypt_mode, false, true));echo openssl 解密: . PHP_EOL;var_dump(stripZeroPadding(openssl_decrypt($data, AES-128-CBC , $key, OPENSSL_ZERO_PADDING, $iv)));echo openssl 加密: . PHP_EOL;var_dump($data = openssl_encrypt(addZeroPadding($content), AES-128-CBC , $key, OPENSSL_ZERO_PADDING, $iv));echo mcrypt 解密: . PHP_EOL;var_dump(user_mcrypt_decrypt($data, $key, $iv, $mcrypt_cipher, $mcrypt_mode, false, true));echo PHP_EOL;echo 使用 pkcs7 填充算法 不對結果做 base64 處理 . PHP_EOL;echo mcrypt 加密: . PHP_EOL;var_dump($data = user_mcrypt_encrypt($content, $key, $iv, $mcrypt_cipher, $mcrypt_mode, true, false));echo openssl 解密: . PHP_EOL;var_dump(openssl_decrypt($data, AES-128-CBC , $key, OPENSSL_RAW_DATA, $iv));echo openssl 加密: . PHP_EOL;var_dump($data = openssl_encrypt($content, AES-128-CBC , $key, OPENSSL_RAW_DATA, $iv));echo mcrypt 解密: . PHP_EOL;var_dump(user_mcrypt_decrypt($data, $key, $iv, $mcrypt_cipher, $mcrypt_mode, true, false));echo PHP_EOL;echo 使用 pkcs7 填充算法 對結果做 base64 處理(推薦): . PHP_EOL;echo mcrypt 加密: . PHP_EOL;var_dump($data = user_mcrypt_encrypt($content, $key, $iv, $mcrypt_cipher, $mcrypt_mode, true, true));echo openssl 解密: . PHP_EOL;var_dump(openssl_decrypt($data, AES-128-CBC , $key, 0, $iv));echo openssl 加密: . PHP_EOL;var_dump($data = openssl_encrypt($content, AES-128-CBC , $key, 0, $iv));echo mcrypt 解密: . PHP_EOL;var_dump(user_mcrypt_decrypt($data, $key, $iv, $mcrypt_cipher, $mcrypt_mode, true, true));
總結要點
1、二者使用的何種填充算法。
2、二者對數據是否有 base64 編碼要求。
3、mcrypt 需固定使用 MCRYPT_RIJNDAEL_128,并通過調整 key 的長度 16, 24,32 來實現 ase-128/192/256 加密算法。同時二者 IV 長度都應該是。
以上就是php遷移Mcrypt至OpenSSL加密算法的詳細介紹(代碼示例)的詳細內容,PHP教程
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