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详解PHP使用非对称加密算法RSA

2024-04-02 19:55

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加密的类型

在日常设计及开发中，为确保数据传输和数据存储的安全，可通过特定的算法，将数据明文加密成复杂的密文。目前主流加密手段大致可分为单向加密和双向加密。

单向加密：通过对数据进行摘要计算生成密文，密文不可逆推还原。算法代表：Base64，MD5，SHA;

双向加密：与单向加密相反，可以把密文逆推还原成明文，双向加密又分为对称加密和非对称加密。

对称加密：指数据使用者必须拥有相同的密钥才可以进行加密解密，就像彼此约定的一串暗号。算法代表：DES，3DES，AES，IDEA，RC4，RC5;

非对称加密：相对对称加密而言，无需拥有同一组密钥，非对称加密是一种“信息公开的密钥交换协议”。非对称加密需要公开密钥和私有密钥两组密钥，公开密钥和私有密钥是配对起来的，也就是说使用公开密钥进行数据加密，只有对应的私有密钥才能解密。这两个密钥是数学相关，用某用户密钥加密后的密文，只能使用该用户的加密密钥才能解密。如果知道了其中一个，并不能计算出另外一个。因此如果公开了一对密钥中的一个，并不会危害到另外一个密钥性质。这里把公开的密钥为公钥，不公开的密钥为私钥。算法代表：RSA，DSA。

以前一直对客户端传给服务器的信息加密这一块一脸懵，如果app里面的用户登录信息被抓包拿到了，大写着 username:root，password:123456，那不是很尴尬。

偶然做版权输入的时候遇到了rsa，在支付宝支付的时候也接触过，当时不知道这是啥子，现在才知道。

他能保证，客户端给出的信息，只有拥有私钥的服务器才能看，其他人看的都是乱码。

非对称加密算法

需要两个密钥：公开密钥（publickey）和私有密钥（privatekey）。公开密钥与私有密钥是一对，如果用公开密钥对数据进行加密，只有用对应的私有密钥才能解密；如果用私有密钥对数据进行加密，那么只有用对应的公开密钥才能解密。因为加密和解密使用的是两个不同的密钥，所以这种算法叫作非对称加密算法。

注意以上的一个点，公钥加密的数据，只有对应的私钥才能解密

在日常使用中是酱紫的：将私钥private_key.pem用在服务器端，公钥发放给android跟ios等前端

客户端用公钥加密过后，数据只能被拥有唯一私钥的服务器看懂。

具体实现

1、加密解密的第一步

生成公钥、私钥对，私钥加密的内容能通过公钥解密（反过来亦可以）

下载开源RSA密钥生成工具openssl（通常Linux系统都自带该程序），解压缩至独立的文件夹，进入其中的bin目录，执行以下命令：

openssl genrsa -out rsa_private_key.pem 1024

openssl pkcs8 -topk8 -inform PEM -in rsa_private_key.pem -outform PEM -nocrypt -out private_key.pem

openssl rsa -in rsa_private_key.pem -pubout -out rsa_public_key.pem

第一条命令生成原始 RSA私钥文件 rsa_private_key.pem

第二条命令将原始 RSA私钥转换为 pkcs8格式

第三条生成RSA公钥 rsa_public_key.pem

上面几个就可以看出：通过私钥能生成对应的公钥

也有一些网站提供生成rsa公钥私钥的服务：http://www.bm8.com.cn/webtool/rsa/

2、PHP的加密解密类库


<?php
 
 
class Rsa {
 
        
    private static function getPrivateKey() 
    {        
        $abs_path = dirname(__FILE__) . '/rsa_private_key.pem';
        $content = file_get_contents($abs_path);    
        return openssl_pkey_get_private($content);    
    }    
 
        
    private static function getPublicKey()
    {   
        $abs_path = dirname(__FILE__) . '/rsa_public_key.pem';
        $content = file_get_contents($abs_path);    
        return openssl_pkey_get_public($content);     
    }
 
        
    public static function privEncrypt($data = '')    
    {        
        if (!is_string($data)) {            
            return null;       
        }        
        return openssl_private_encrypt($data,$encrypted,self::getPrivateKey()) ? base64_encode($encrypted) : null;    
    }    
 
        
    public static function publicEncrypt($data = '')   
    {        
        if (!is_string($data)) {            
            return null;        
        }        
        return openssl_public_encrypt($data,$encrypted,self::getPublicKey()) ? base64_encode($encrypted) : null;    
    }    
 
        
    public static function privDecrypt($encrypted = '')    
    {        
        if (!is_string($encrypted)) {            
            return null;        
        }        
        return (openssl_private_decrypt(base64_decode($encrypted), $decrypted, self::getPrivateKey())) ? $decrypted : null;    
    }    
 
        
    public static function publicDecrypt($encrypted = '')    
    {        
        if (!is_string($encrypted)) {            
            return null;        
        }        
    return (openssl_public_decrypt(base64_decode($encrypted), $decrypted, self::getPublicKey())) ? $decrypted : null;    
    }
}

调用demo


<?php
require_once "Rsa.php";
$rsa = new Rsa();
$data['name'] = 'Tom';
$data['age']  = '20';
$privEncrypt = $rsa->privEncrypt(json_encode($data));
echo '私钥加密后:'.$privEncrypt.'<br>';
 
$publicDecrypt = $rsa->publicDecrypt($privEncrypt);
echo '公钥解密后:'.$publicDecrypt.'<br>';
 
$publicEncrypt = $rsa->publicEncrypt(json_encode($data));
echo '公钥加密后:'.$publicEncrypt.'<br>';
 
$privDecrypt = $rsa->privDecrypt($publicEncrypt);
echo '私钥解密后:'.$privDecrypt.'<br>';

代码截图实例: