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)。

实现过程如下:
<?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: Dominic Chan
 * @version: 1.0.0
 * @date: 2018/05/30
 */
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;
    }
}

$pubfile = 'D:\phpStudy\PHPTutorial\WWW\rsa_public_key.pem';
$prifile = 'D:\phpStudy\PHPTutorial\WWW\rsa_private_key.pem';
$rsa = new RSA($pubfile, $prifile);
$data = array(
    'ret' => 200,
    'code' => 1,
    'data' => "Hello World!",
    'msg' => "success",
);
$ex = json_encode($data);
//加密
$ret_e = $rsa->encrypt($ex);
echo '<pre>';
echo "加密" . $ret_e;
echo '<pre>';
//解密
$ret_d = $rsa->decrypt($ret_e);
echo '<pre>';
echo "解密" . $ret_d;
echo '<pre>';

//签名
$sign = $rsa->sign($ex);
echo '<pre>';
echo "签名" . $sign;
echo '<pre>';
//验证
$verify = $rsa->verify($ex, $sign);
echo '<pre>';
echo "验签" . $verify;
echo '<pre>';