使用PHP进行最简单的双向加密

Question

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,因此我希望能够尽可能简化事情.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

重要提示:除非您有非常特殊的用例,否则请不要加密密码,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,要么他们描述危险的系统设计.安全存储密码与加密完全不同.

得到通知.设计安全系统.

PHP中的便携式数据加密

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能阻止需要PECL扩展,那么强烈建议使用libsodium,而不是使用PHP编写的任何内容.

更新(2016-06-12):您现在可以使用sodium_compat并使用相同的加密libsodium产品而无需安装PECL扩展.

如果您想尝试加密工程,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死命原则的危险.

• 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.
• 验证未加密的数据不会阻止篡改.

加密和解密

PHP中的加密实际上很简单(我们将使用openssl_encrypt(),openssl_decrypt()一旦您就如何加密信息做出了一些决定.请openssl_get_cipher_methods()参阅系统支持的方法列表.最佳选择是点击率模式下的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因为它是放弃软件,并且有未修补的错误可能会影响安全性.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;
    }
}

用法示例

$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

上面简单的加密库仍然不安全使用.在解密之前,我们需要对密文进行身份验证并验证它们.

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,请将其命名为:

$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);
    }
}

用法示例

$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SaferCrypto在生产环境中使用此库,或者您自己实现相同的概念,我强烈建议您在向您的常驻密码学家提出第二意见之前与您联系.他们能够告诉你我甚至不知道的错误.

使用信誉良好的加密库会更好.

Answer 2

编辑:

你应该真的使用openssl_encrypt()和openssl_decrypt()

正如斯科特所说,Mcrypt并不是一个好主意,因为它自2007年以来一直没有更新.

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()使用相应的参数.非常简单直接,您使用经过实战检验的加密包.

编辑

在此答案之后的5年零4个月,mcrypt扩展程序现在处于弃用状态并最终从PHP中删除.

Answer 4

PHP 7.2完全放弃了Mcrypt加密，现在基于可维护的Libsodium库。

你所有的加密需求基本上都可以通过Libsodium库来解决。

// 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 5

使用 openssl_encrypt() 加密 openssl_encrypt 函数提供了一种安全且简单的方法来加密您的数据。

在下面的脚本中，我们使用 AES128 加密方法，但您可以根据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;
?>

以下是对所用变量的解释：

message_to_encrypt ：您要加密的数据 secret_key ：它是您加密的“密码”。确保不要选择太简单的方法，并注意不要与其他人共享您的密钥方法：加密方法。这里我们选择了AES128。iv_length 和 iv ：使用 bytes encrypted_message 准备加密：包括加密消息的变量

使用 openssl_decrypt() 解密 现在您对数据进行了加密，您可能需要对其进行解密以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，您需要将已加密的消息添加为 openssl_decrypt() 的第一个参数，而不是添加 $message_to_encrypt。