PHP对称加密(AES加密算法)与非对称加密(RSA加密算法)详细讲解及php的实现

对称加密
- AES加密算法
非对称加密
- RSA加密算法

为了保证网络传输数据的安全性，涉及敏感数据的传输，最好对数据预先加密，然后再在网络上进行传输，同时，还要保证数据在另一端是可解密的，并且还必须要通过钥匙(公钥或私钥)才能解密，没有钥匙(公钥或私钥)的人即使是拿到了加密过的数据也无法解密。

对称加密

采用单钥密码系统的加密方法，同一个密钥可以同时用作信息的加密和解密，这种加密方法称为对称加密，也称为单密钥加密。

在对称加密算法中常用的算法有：DES、3DES、TDEA、Blowfish、RC2、RC4、RC5、IDEA、SKIPJACK、AES等。

AES加密算法

密码学中的高级加密标准（Advanced Encryption Standard，AES），又称Rijndael加密法，是美国联邦政府采用的一种区块加密标准。这个标准用来替代原先的DES，已经被多方分析且广为全世界所使用。2006年，高级加密标准已然成为对称密钥加密中最流行的算法之一。

PHP的OpenSSL扩展已经实现了AES加密算法，我们可以通过OpenSSL扩展提供的方法实现对数据的加密和解密,PHP在7.2版本已经完全移除了MCrypt加密，PHP手册在7.1迁移页面给出了替代方案,就是用OpenSSL取代MCrypt.

PHP AES实现

PHP实现代码：

class AES
{
    //设置AES秘钥
    private static $aes_key = 'bUYJ3nTV6VBasdJF'; //此处填写前后端共同约定的秘钥

    /**
     * 加密
     * @param string $str    要加密的数据
     * @return bool|string   加密后的数据
     */
    static public function encrypt($str) {

        $data = openssl_encrypt($str, 'AES-128-ECB', self::$aes_key, OPENSSL_RAW_DATA);
        $data = base64_encode($data);

        return $data;
    }

    /**
     * 解密
     * @param string $str    要解密的数据
     * @return string        解密后的数据
     */
    static public function decrypt($str) {

        $decrypted = openssl_decrypt(base64_decode($str), 'AES-128-ECB', self::$aes_key, OPENSSL_RAW_DATA);
        return $decrypted;
    }


}

非对称加密

对称加密算法在加密和解密时使用的是同一个秘钥；而非对称加密算法需要两个密钥来进行加密和解密，这两个秘钥是公开密钥（public key，简称公钥）和私有密钥（private key，简称私钥）。

在非对称加密中使用的主要算法有：RSA、Elgamal、背包算法、Rabin、D-H、ECC（椭圆曲线加密算法）等。

RSA加密算法

RSA是目前最有影响力的公钥加密算法，该算法基于一个十分简单的数论事实：将两个大素数相乘十分容易，但那时想要对其乘积进行因式分解却极其困难，因此可以将乘积公开作为加密密钥，即公钥，而两个大素数组合成私钥。公钥是可发布的供任何人使用，私钥则为自己所有，供解密之用。

解密者拥有私钥，并且将由私钥计算生成的公钥发布给加密者。加密都使用公钥进行加密，并将密文发送到解密者，解密者用私钥解密将密文解码为明文。

以甲要把信息发给乙为例，首先确定角色：甲为加密者，乙为解密者。首先由乙随机确定一个KEY，称之为密匙，将这个KEY始终保存在机器B中而不发出来；然后，由这个 KEY计算出另一个KEY，称之为公匙。这个公钥的特性是几乎不可能通过它自身计算出生成它的私钥。接下来通过网络把这个公钥传给甲，甲收到公钥后，利用公钥对信息加密，并把密文通过网络发送到乙，最后乙利用已知的私钥，就对密文进行解码了。以上就是RSA算法的工作流程。

算法实现过程为:

随意选择两个大的质数p和q，p不等于q，计算N=pq。
根据欧拉函数，不大于N且与N互质的整数個数為(p-1)(q-1)。
选择一个整数e与(p-1)(q-1)互质，并且e小于(p-1)(q-1)。
用以下这个公式计算d：d× e ≡ 1 (mod (p-1)(q-1))。
将p和q的记录销毁。

以上内容中，(N,e)是公钥，(N,d)是私钥。

生成私钥和公钥

生成私钥文件:

openssl genrsa -out rsa_private_key.pem 1024

利用私钥，生成公钥:

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

通过生成的公钥和私钥就可以对数据进行加解密：

PHP RSA 实现

PHP实现代码(公钥加密私钥解密)：

class RSA
{
    /**
     * @param string $str 要加密的数据
     * @param string $public_key 公钥
     * @return string
     */
    static public function encrypt($str, $public_key) {

        $encrypted = '';
        $pu_key = openssl_pkey_get_public($public_key);
        openssl_public_encrypt($str, $encrypted, $pu_key);//公钥加密

        $encrypted = base64_encode($encrypted);

        return $encrypted;
    }

    /**
     * 解密
     * @param string $str 要解密的数据
     * @param string $private_key 私钥
     * @return string
     */
    static public function decrypt($str, $private_key) {

        $decrypted = '';
        $pi_key =  openssl_pkey_get_private($private_key);
        openssl_private_decrypt(base64_decode($str), $decrypted, $pi_key);//私钥解密

        return $decrypted;
    }
}

PHP实现代码(私钥加密公钥解密)：

class RSA
{
    static public function encrypt($str, private_key) {

        $encrypted = '';
        $pi_key = openssl_pkey_get_private($private_key);
        openssl_private_encrypt($data, $encrypted, $pi_key); //私钥加密
        
        $encrypted = base64_encode($encrypted);
        
        return $encrypted;
    }
    
    static public function decrypt($str, $public_key) {

        $decrypted = '';
        $pu_key = openssl_pkey_get_public($public_key);
        openssl_public_decrypt(base64_decode($str), $decrypted, $pu_key);//公钥解密
        
        return $decrypted;
    }
}