常见加密解密算法及其在 PHP 中的实现

加密和解密算法在信息安全中起着至关重要的作用。以下是一些常见的加密和解密算法，包括对称加密、非对称加密和哈希算法。

对称加密算法

对称加密算法使用相同的密钥进行加密和解密。常见的对称加密算法包括：

1. AES（Advanced Encryption Standard）：
   • AES 是一种广泛使用的对称加密算法，支持 128 位、192 位和 256 位密钥长度。
   • 安全性高，性能好，适用于各种应用场景。
2. DES（Data Encryption Standard）：
   • DES 是一种较早的对称加密算法，使用 56 位密钥。
   • 由于密钥长度较短，安全性较低，已被更安全的算法（如 AES）取代。
3. 3DES（Triple DES）：
   • 3DES 是 DES 的增强版，通过三次加密提高安全性。
   • 使用三个 56 位密钥，总共 168 位密钥长度。
4. Blowfish：
   • Blowfish 是一种对称加密算法，支持可变长度密钥（32 位到 448 位）。
   • 适用于各种应用场景，性能较好。

Blowfish

Blowfish 加密算法支持多种加密模式，每种模式在处理数据块时的方式有所不同。以下是 Blowfish 算法常见的加密模式：

常见的加密模式

1. ECB（Electronic Codebook）模式：
   • 每个数据块独立加密。
   • 优点：简单易实现。
   • 缺点：相同的明文块会生成相同的密文块，容易受到模式分析攻击。
2. CBC（Cipher Block Chaining）模式：
   • 每个数据块在加密前与前一个密文块进行异或操作。
   • 优点：相同的明文块在不同位置会生成不同的密文块，安全性较高。
   • 缺点：需要初始化向量（IV），且加密过程不能并行化。
3. CFB（Cipher Feedback）模式：
   • 将前一个密文块加密后与当前明文块进行异或操作生成密文。
   • 优点：可以加密小于块大小的数据，适用于流加密。
   • 缺点：需要初始化向量（IV），且加密过程不能并行化。
4. OFB（Output Feedback）模式：
   • 将前一个加密输出块加密后与当前明文块进行异或操作生成密文。
   • 优点：可以加密小于块大小的数据，适用于流加密。
   • 缺点：需要初始化向量（IV），且加密过程不能并行化。
5. CTR（Counter）模式：
   • 使用计数器值加密后与明文块进行异或操作生成密文。
   • 优点：可以并行加密，适用于流加密。
   • 缺点：需要唯一的计数器值。

非对称加密算法

非对称加密算法使用一对密钥（公钥和私钥）进行加密和解密。常见的非对称加密算法包括：

1. RSA（Rivest-Shamir-Adleman）：
   • RSA 是一种广泛使用的非对称加密算法，基于大整数分解的数学难题。
   • 公钥用于加密，私钥用于解密，支持数字签名和密钥交换。
2. ECC（Elliptic Curve Cryptography）：
   • ECC 是一种基于椭圆曲线数学的非对称加密算法。
   • 相对于 RSA，ECC 提供相同安全级别的情况下，密钥长度更短，性能更好。

哈希算法

哈希算法用于生成固定长度的哈希值（摘要），常用于数据完整性校验和密码存储。常见的哈希算法包括：

1. MD5（Message Digest Algorithm 5）：
   • MD5 生成 128 位哈希值，速度快，但已被证明不够安全，容易发生碰撞攻击。
2. SHA-1（Secure Hash Algorithm 1）：
   • SHA-1 生成 160 位哈希值，安全性较 MD5 高，但也已被证明存在安全漏洞。
3. SHA-2（Secure Hash Algorithm 2）：
   • SHA-2 包括 SHA-224、SHA-256、SHA-384 和 SHA-512，生成 224 位到 512 位哈希值。
   • 安全性高，广泛应用于各种安全协议和应用。
4. SHA-3（Secure Hash Algorithm 3）：
   • SHA-3 是 SHA 系列的最新成员，基于 Keccak 算法，提供更高的安全性。

示例代码

以下是一些常见加密和解密算法的示例代码，使用 PHP 实现。

Blowfish CBC（使用 OpenSSL）

<?php
function blowfishEncryptCBC($data, $key) {
    $method = 'bf-cbc'; // Blowfish CBC 模式
    $iv = openssl_random_pseudo_bytes(openssl_cipher_iv_length($method));
    $encrypted = openssl_encrypt($data, $method, $key, OPENSSL_RAW_DATA, $iv);
    return base64_encode($iv . $encrypted);
}

function blowfishDecryptCBC($data, $key) {
    $method = 'bf-cbc'; // Blowfish CBC 模式
    $data = base64_decode($data);
    $ivLength = openssl_cipher_iv_length($method);
    $iv = substr($data, 0, $ivLength);
    $encrypted = substr($data, $ivLength);
    return openssl_decrypt($encrypted, $method, $key, OPENSSL_RAW_DATA, $iv);
}

// 示例用法
$key = 'your-encryption-key';
$data = 'Hello, World!';

$encrypted = blowfishEncryptCBC($data, $key);
echo "Encrypted (CBC): $encrypted\n";

$decrypted = blowfishDecryptCBC($encrypted, $key);
echo "Decrypted (CBC): $decrypted\n";
?>

AES 加密和解密（使用 OpenSSL）

<?php
function aesEncrypt($data, $key) {
    $iv = openssl_random_pseudo_bytes(openssl_cipher_iv_length('aes-256-cbc'));
    $encrypted = openssl_encrypt($data, 'aes-256-cbc', $key, 0, $iv);
    return base64_encode($iv . $encrypted);
}

function aesDecrypt($data, $key) {
    $data = base64_decode($data);
    $iv = substr($data, 0, openssl_cipher_iv_length('aes-256-cbc'));
    $encrypted = substr($data, openssl_cipher_iv_length('aes-256-cbc'));
    return openssl_decrypt($encrypted, 'aes-256-cbc', $key, 0, $iv);
}

$key = 'your-encryption-key';
$data = 'Hello, World!';

$encrypted = aesEncrypt($data, $key);
echo "Encrypted: $encrypted\n";

$decrypted = aesDecrypt($encrypted, $key);
echo "Decrypted: $decrypted\n";
?>

RSA 加密和解密（使用 OpenSSL）

<?php
// 生成密钥对
$privateKey = openssl_pkey_new(array(
    'private_key_bits' => 2048,
    'private_key_type' => OPENSSL_KEYTYPE_RSA,
));
$publicKey = openssl_pkey_get_details($privateKey)['key'];

// 加密
$data = 'Hello, World!';
openssl_public_encrypt($data, $encrypted, $publicKey);
$encrypted = base64_encode($encrypted);
echo "Encrypted: $encrypted\n";

// 解密
$encrypted = base64_decode($encrypted);
openssl_private_decrypt($encrypted, $decrypted, $privateKey);
echo "Decrypted: $decrypted\n";
?>

SHA-256 哈希

<?php
$data = 'Hello, World!';
$hash = hash('sha256', $data);
echo "SHA-256 Hash: $hash\n";
?>

总结

• 对称加密算法：AES、DES、3DES、Blowfish 等。
• 非对称加密算法：RSA、ECC 等。
• 哈希算法：MD5、SHA-1、SHA-2、SHA-3 等。

原文链接：https://www.ryanzoe.top/%e5%8a%a0%e5%af%86%e8%a7%a3%e5%af%86/%e5%b8%b8%e8%a7%81%e5%8a%a0%e5%af%86%e8%a7%a3%e5%af%86%e7%ae%97%e6%b3%95%e5%8f%8a%e5%85%b6%e5%9c%a8-php-%e4%b8%ad%e7%9a%84%e5%ae%9e%e7%8e%b0/