PHP的RSA加密解密方法以及开发接口使用

网络安全问题很重要,尤其是保证数据安全,遇到很多在写接口的程序员直接都是明文数据传输,在我看来这是很不专业的。本人提倡经过接口的数据都要进行加密解密之后进行使用。

这篇文章主要介绍使用PHP开发接口,数据实现RSA加密解密后使用,实例分析了PHP自定义RSA类实现加密与解密的技巧,非常具有实用价值,需要的朋友可以参考下。

简单介绍RSA

RSA加密算法是最常用的非对称加密算法,CFCA在证书服务中离不了它。但是有不少新手对它不太了解。下面仅作简要介绍。RSA是第一个比较完善的公开密钥算法,它既能用于加密,也能用于数字签名。RSA以它的三个发明者Ron Rivest, Adi Shamir, Leonard Adleman的名字首字母命名,这个算法经受住了多年深入的密码分析,虽然密码分析者既不能证明也不能否定RSA的安全性,但这恰恰说明该算法有一定的可信性,目前它已经成为最流行的公开密钥算法。RSA的安全基于大数分解的难度。其公钥和私钥是一对大素数(100到200位十进制数或更大)的函数。从一个公钥和密文恢复出明文的难度,等价于分解两个大素数之积(这是公认的数学难题)。

下面为具体类、实例:

<?php 

/**
 * RSA算法类
 * 签名及密文编码:base64字符串/十六进制字符串/二进制字符串流
 * 填充方式: PKCS1Padding(加解密)/NOPadding(解密)
 *
 * Notice:Only accepts a single block. Block size is equal to the RSA key size!
 * 如密钥长度为1024 bit,则加密时数据需小于128字节,加上PKCS1Padding本身的11字节信息,所以明文需小于117字节
 *
 * @author: ZHIHUA_WEI
 * @version: 1.0.0
 * @date: 2017/06/30
 */
class RSA
{
  private $pubKey = null;
  private $priKey = null; 

  /**
   * 构造函数
   *
   * @param string 公钥文件(验签和加密时传入)
   * @param string 私钥文件(签名和解密时传入)
   */
  public function __construct($public_key_file = '', $private_key_file = '')
  {
    if ($public_key_file) {
      $this->_getPublicKey($public_key_file);
    }
    if ($private_key_file) {
      $this->_getPrivateKey($private_key_file);
    }
  } 

  // 私有方法
  /**
   * 自定义错误处理
   */
  private function _error($msg)
  {
    die('RSA Error:' . $msg); //TODO
  } 

  /**
   * 检测填充类型
   * 加密只支持PKCS1_PADDING
   * 解密支持PKCS1_PADDING和NO_PADDING
   *
   * @param int 填充模式
   * @param string 加密en/解密de
   * @return bool
   */
  private function _checkPadding($padding, $type)
  {
    if ($type == 'en') {
      switch ($padding) {
        case OPENSSL_PKCS1_PADDING:
          $ret = true;
          break;
        default:
          $ret = false;
      }
    } else {
      switch ($padding) {
        case OPENSSL_PKCS1_PADDING:
        case OPENSSL_NO_PADDING:
          $ret = true;
          break;
        default:
          $ret = false;
      }
    }
    return $ret;
  } 

  private function _encode($data, $code)
  {
    switch (strtolower($code)) {
      case 'base64':
        $data = base64_encode('' . $data);
        break;
      case 'hex':
        $data = bin2hex($data);
        break;
      case 'bin':
      default:
    }
    return $data;
  } 

  private function _decode($data, $code)
  {
    switch (strtolower($code)) {
      case 'base64':
        $data = base64_decode($data);
        break;
      case 'hex':
        $data = $this->_hex2bin($data);
        break;
      case 'bin':
      default:
    }
    return $data;
  } 

  private function _getPublicKey($file)
  {
    $key_content = $this->_readFile($file);
    if ($key_content) {
      $this->pubKey = openssl_get_publickey($key_content);
    }
  } 

  private function _getPrivateKey($file)
  {
    $key_content = $this->_readFile($file);
    if ($key_content) {
      $this->priKey = openssl_get_privatekey($key_content);
    }
  } 

  private function _readFile($file)
  {
    $ret = false;
    if (!file_exists($file)) {
      $this->_error("The file {$file} is not exists");
    } else {
      $ret = file_get_contents($file);
    }
    return $ret;
  } 

  private function _hex2bin($hex = false)
  {
    $ret = $hex !== false && preg_match('/^[0-9a-fA-F]+$/i', $hex) ? pack("H*", $hex) : false;
    return $ret;
  } 

  /**
   * 生成签名
   *
   * @param string 签名材料
   * @param string 签名编码(base64/hex/bin)
   * @return 签名值
   */
  public function sign($data, $code = 'base64')
  {
    $ret = false;
    if (openssl_sign($data, $ret, $this->priKey)) {
      $ret = $this->_encode($ret, $code);
    }
    return $ret;
  } 

  /**
   * 验证签名
   *
   * @param string 签名材料
   * @param string 签名值
   * @param string 签名编码(base64/hex/bin)
   * @return bool
   */
  public function verify($data, $sign, $code = 'base64')
  {
    $ret = false;
    $sign = $this->_decode($sign, $code);
    if ($sign !== false) {
      switch (openssl_verify($data, $sign, $this->pubKey)) {
        case 1:
          $ret = true;
          break;
        case 0:
        case -1:
        default:
          $ret = false;
      }
    }
    return $ret;
  } 

  /**
   * 加密
   *
   * @param string 明文
   * @param string 密文编码(base64/hex/bin)
   * @param int 填充方式(貌似php有bug,所以目前仅支持OPENSSL_PKCS1_PADDING)
   * @return string 密文
   */
  public function encrypt($data, $code = 'base64', $padding = OPENSSL_PKCS1_PADDING)
  {
    $ret = false;
    if (!$this->_checkPadding($padding, 'en')) $this->_error('padding error');
    if (openssl_public_encrypt($data, $result, $this->pubKey, $padding)) {
      $ret = $this->_encode($result, $code);
    }
    return $ret;
  } 

  /**
   * 解密
   *
   * @param string 密文
   * @param string 密文编码(base64/hex/bin)
   * @param int 填充方式(OPENSSL_PKCS1_PADDING / OPENSSL_NO_PADDING)
   * @param bool 是否翻转明文(When passing Microsoft CryptoAPI-generated RSA cyphertext, revert the bytes in the block)
   * @return string 明文
   */
  public function decrypt($data, $code = 'base64', $padding = OPENSSL_PKCS1_PADDING, $rev = false)
  {
    $ret = false;
    $data = $this->_decode($data, $code);
    if (!$this->_checkPadding($padding, 'de')) $this->_error('padding error');
    if ($data !== false) {
      if (openssl_private_decrypt($data, $result, $this->priKey, $padding)) {
        $ret = $rev ? rtrim(strrev($result), "\0") : '' . $result;
      }
    }
    return $ret;
  }
} 

此为具体的RSA类

<?php
/**
 * Author: Wei ZhiHua
 * Date: 2017/6/30 0030
 * Time: 上午 10:15
 */
header('Content-Type:text/html;Charset=utf-8;');
include "RSA.php";
echo '<pre>'; 

$pubfile = 'D:\WWW\test\rsa_public_key.pem';
$prifile = 'D:\WWW\test\rsa_private_key.pem';
$rsa = new RSA($pubfile, $prifile);
$rst = array(
  'ret' => 200,
  'code' => 1,
  'data' => array(1, 2, 3, 4, 5, 6),
  'msg' => "success",
);
$ex = json_encode($rst);
//加密
$ret_e = $rsa->encrypt($ex);
//解密
$ret_d = $rsa->decrypt($ret_e);
echo $ret_e;
echo '<pre>';
echo $ret_d;
echo '<pre>';
$a = 'test';
//签名
$x = $rsa->sign($a);
//验证
$y = $rsa->verify($a, $x);
var_dump($x, $y);
exit; 

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