PHP非對稱與對稱雙向加密解密的方式
RSA非對稱加密解密:
什么是RSA非對稱加密解密解析:
解析:
RSA非對稱加密解密算法是一種廣泛應(yīng)用于信息安全領(lǐng)域的加密算法。它不同于常規(guī)的對稱加密,如相同的密鑰用于加密和解密,而是使用一對不同的密鑰,即公鑰和私鑰,進(jìn)行加密和解密的過程。
在RSA加密算法中,甲方首先生成一對密鑰,并將其中的一個作為公鑰公開給其他方;得到公鑰的乙方則使用該公鑰對機(jī)密信息進(jìn)行加密后發(fā)送給甲方;最后,甲方用自己的另一個專用密鑰,即私鑰,對接收到的加密信息進(jìn)行解密。
值得一提的是,RSA加密算法的加密原理基于一個非常簡單但有深遠(yuǎn)影響的數(shù)論事實(shí):兩個大質(zhì)數(shù)相乘易事,但一個大數(shù)分解為兩個質(zhì)數(shù)的乘積卻困難重重。這就使得RSA算法具有極高的安全性,極其難以被破解。
然而,雖然RSA算法的安全性極高,但其實(shí)施過程中可能會面臨一些問題,例如密鑰配送問題。這是因?yàn)樵诖_定下來的密鑰如何讓雙方都知道的過程中,密鑰本身也是信息,其傳輸過程也可能被攔截和竊取。因此,解決密鑰配送問題對于確保RSA算法的安全性至關(guān)重要。
為什么使用:
RSA非對稱加密解密算法在信息安全領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用,其最主要的優(yōu)點(diǎn)在于安全性極高。與常規(guī)的對稱加密不同,如相同的密鑰用于加密和解密,RSA算法使用的是一對不同的密鑰,即公鑰和私鑰,進(jìn)行加密和解密的過程。公鑰是公開的,私鑰是自己保存的,無需將私鑰給別人。
然而,RSA算法也存在一些缺點(diǎn)。首要的一點(diǎn)就是加密和解密花費(fèi)時間長、速度慢,只適合對少量數(shù)據(jù)進(jìn)行加密。此外,RSA算法的加密長度為2048位,因此對于服務(wù)端的消耗是比較大的,所以計(jì)算的速度也會比較慢,效率相對較低。
總的來說,雖然RSA算法的安全性和兼容性都很強(qiáng),但是由于其加密解密效率較低,所以在實(shí)際應(yīng)用中通常結(jié)合其他加密方法一起使用,例如:針對C/S模型,服務(wù)端計(jì)算出一對秘鑰pub/pri。將私鑰保密,將公鑰公開??蛻舳苏埱蠓?wù)端時,拿到服務(wù)端的公鑰pub??蛻舳送ㄟ^AES計(jì)算出一個對稱加密的秘鑰X。然后使用pub將X進(jìn)行加密??蛻舳藢⒓用芎蟮拿芪陌l(fā)送給服務(wù)端。
有什么優(yōu)點(diǎn):
1.RSA非對稱加密解密算法的優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在其高度的安全性上。首先,該算法的運(yùn)作原理基于一個深奧的數(shù)論事實(shí):將兩個大素?cái)?shù)相乘很容易,但反之卻極其困難。因此,只要這兩個素?cái)?shù)的秘密被妥善保管,用它們加密的信息就能得到有效保護(hù)。
2.RSA算法的一個顯著特點(diǎn)是它使用兩把不同的密鑰,公鑰和私鑰。公鑰可以公開,而私鑰則需要保密保存,無需將其提供給他人。這一特性使得RSA在許多場合變得非常有用,特別是在需要通過網(wǎng)絡(luò)傳輸密鑰的情況下。由于不需要在網(wǎng)絡(luò)中傳輸密鑰,因此可以避免密鑰在傳輸過程中被竊取或篡改的風(fēng)險。
3.盡管RSA算法具有很高的安全性,但它也存在一些缺點(diǎn)。比如,RSA算法的加解密過程可能會花費(fèi)較長的時間,因此它更適合對少量數(shù)據(jù)進(jìn)行加密。此外,RSA算法的效率相對較低,因此在處理大量數(shù)據(jù)時可能不太適用。為了解決這個問題,實(shí)際應(yīng)用中常常會結(jié)合其他加密方式,如AES等進(jìn)行混合使用。例如在C/S模型中,服務(wù)端計(jì)算出一對秘鑰pub/pri,將私鑰保密,將公鑰公開。客戶端請求服務(wù)端時,拿到服務(wù)端的公鑰pub,通過AES計(jì)算出一個對稱加密的秘鑰X,然后使用pub將X進(jìn)行加密,最后將加密后的密文發(fā)送給服務(wù)端。
DEMO:
<?php // 生成密鑰對 $keyPair = openssl_pkey_new(array( "private_key_bits" => 2048, "private_key_type" => OPENSSL_KEYTYPE_RSA, )); // 獲取私鑰和公鑰 openssl_pkey_export($keyPair, $privateKey); $publicKey = openssl_pkey_get_details($keyPair)["key"]; // 要加密的數(shù)據(jù) $data = "Hello, World!"; // 使用公鑰進(jìn)行加密 $encryptedData = ''; openssl_public_encrypt($data, $encryptedData, $publicKey, OPENSSL_PKCS1_OAEP_PADDING); echo "Encrypted data: " . base64_encode($encryptedData) . PHP_EOL; // 使用私鑰進(jìn)行解密 $decryptedData = ''; openssl_private_decrypt($encryptedData, $decryptedData, $privateKey, OPENSSL_PKCS1_OAEP_PADDING); echo "Decrypted data: " . $decryptedData . PHP_EOL; ?>
在這個示例中,我們首先生成了一個RSA密鑰對,然后使用公鑰對數(shù)據(jù)進(jìn)行了加密,最后使用私鑰對數(shù)據(jù)進(jìn)行了解密。注意,由于RSA算法的特性,加密和解密的過程可能會花費(fèi)一些時間。
AES、DES、3DES等對稱加密解密:
解析:
AES、DES、3DES都是對稱加密算法,也就是說加密和解密使用的是同一個密鑰。
DES(Data Encryption Standard)是一種使用密鑰進(jìn)行加密的塊算法,出自IBM的研究,后來被美國政府正式采用并開始廣泛流傳。然而,現(xiàn)在普遍認(rèn)為DES由于其56位密鑰長度較短,安全性不足,已經(jīng)可以在短時間內(nèi)被破解,因此現(xiàn)在使用越來越少。
3DES(Triple DES),也稱TDES,是DES的加強(qiáng)版本,為了解決DES安全性不足的問題而出現(xiàn)。它使用3條56位的密鑰對數(shù)據(jù)進(jìn)行三次加密,使得即使攻擊者擁有大量的計(jì)算資源,也難以破解。
AES(Advanced Encryption Standard)則是目前最流行的對稱加密算法之一,它的密鑰長度比DES更長,因此更安全。AES算法的出現(xiàn)正是為了取代DES。
在對稱加密中,發(fā)信方將明文和加密密鑰一起經(jīng)過特殊加密算法處理后,使其變成復(fù)雜的加密密文發(fā)送出去。收信方收到密文后,若想解讀原文,則需要使用加密用過的密鑰及相同算法的逆算法對密文進(jìn)行解密,才能使其恢復(fù)成可讀明文。
為什么使用:
對稱加密算法,如AES、DES和3DES等,被廣泛使用是因?yàn)樗鼈兲峁┝艘环N高效且可靠的方法來保護(hù)數(shù)據(jù)的機(jī)密性。這些算法通過使用相同的密鑰進(jìn)行加密和解密操作,使得加解密過程變得相對簡單快速。
然而,這些算法的安全性各不相同。例如,DES是一種早期的對稱加密算法,其密鑰長度為56位,雖然加密速度較快,但由于其安全性較低,易受到暴力破解和差分攻擊等攻擊手段的攻擊,因此現(xiàn)在使用越來越少。 為了提高安全性,出現(xiàn)了3DES,也稱Triple DES,這是DES向AES過渡的加密算法,它使用3條56位的密鑰對數(shù)據(jù)進(jìn)行三次加密,從而大大提高了加密的強(qiáng)度。
再進(jìn)一步,AES(高級加密標(biāo)準(zhǔn))是目前最流行的對稱加密算法之一,它的密鑰長度為128位或256位,安全性比DES和3DES更高。 AES算法的出現(xiàn)正是為了取代安全性較低的DES。 因此,在需要高度安全的場合,通常會選擇使用AES等高安全性的對稱加密算法來保護(hù)數(shù)據(jù)的機(jī)密性。
有什么優(yōu)點(diǎn):
加密速度快:相對于非對稱加密算法,對稱加密算法由于只需要一個密鑰進(jìn)行加解密操作,所以其加密速度通常更快,適合加密大文件。
安全性較高:雖然早期的DES算法由于密鑰長度較短,易受到暴力破解和差分攻擊等攻擊手段的攻擊,但是通過將其發(fā)展為3DES(Triple DES),也就是使用3條56位的密鑰對數(shù)據(jù)進(jìn)行三次加密,安全性得到了極大的提高。而目前最流行的AES(高級加密標(biāo)準(zhǔn))的密鑰長度為128位或256位,安全性更高。
可逆性:對稱加密算法的另一個特點(diǎn)是密文可逆,即可以通過同一個密鑰進(jìn)行解密操作,從而獲取原始明文。
DEMO:
<?php // 定義密鑰和明文 $key = '0123456789abcdef'; // 密鑰長度為16字節(jié)(128位) $plaintext = 'Hello, world!'; // 明文 // 創(chuàng)建加密器對象,并指定加密模式為ECB模式 $cipher = "aes-128-ecb"; $ivlen = openssl_cipher_iv_length($cipher); $iv = openssl_random_pseudo_bytes($ivlen); $ciphertext = openssl_encrypt($plaintext, $cipher, $key, OPENSSL_RAW_DATA, $iv); echo "密文:".bin2hex($ciphertext)."\n"; // 創(chuàng)建解密器對象,并指定加密模式為ECB模式 $decipher = "aes-128-ecb"; $decrypted_text = openssl_decrypt($ciphertext, $decipher, $key, OPENSSL_RAW_DATA, $iv); echo "解密后的明文:".$decrypted_text."\n"; ?>
在這個示例中,我們首先定義了一個密鑰和一個明文,然后使用AES算法對其進(jìn)行了加密和解密操作.
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