本篇文章給大家帶來的內容是關於php遷移Mcrypt至OpenSSL加密算法的詳細介紹（代碼示例），有一定的參考價值，有需要的朋友可以參考一下，希望對你有所幫助。
對稱加解密算法中，當前最為安全的是 AES 加密算法（以前應該是是 DES 加密算法），PHP 提供了兩個可以用於 AES 加密算法的函數簇：Mcrypt 和 OpenSSL。
其中 Mcrypt 在 PHP 7.1.0 中被 Deprecated，在 PHP 7.2.0 中被移除，所以即可起你應該使用 OpenSSL 來實現 AES 的數據加解密。
在一些場景下，我們不能保證兩套通信系統都使用了相函數簇去實現加密算法，可能 siteA 使用了最新的 OpenSSL 來實現了 AES 加密，但作為第三方服務的 siteB 可能仍在使用 Mcrypt 算法，這就要求我們必須清楚 Mcrypt 同 OpenSSL 之間的差異，以便保證數據加解密的一致性。
下文中我們將分別使用 Mcrypt 和 OpenSSL 來實現 AES-128/192/256-CBC 加解密，二者同步加解密的要點為：
1、使用何種填充算法。Mcrypt 自動使用 NUL("\\\\0")，OpenSSL 自動使用 PKCS7。
2、否對數據做了base64編碼處理。Mcrypt 默認不使用 base64 編碼（雖然我們很建議使用），OpenSSL 默認使用 base64編碼。
協同好以上兩點，就可以讓 Mcrypt 和 OpenSSL 之間一致性的對數據進行加解密。
AES 概述
AES 是當前最為常用的安全對稱加密算法，關於對稱加密這裡就不在闡述了。
AES 有三種算法，主要是對數據塊的大小存在區別：
AES-128：需要提供 16 位的密鑰 key
AES-192：需要提供 24 位的密鑰 key
AES-256：需要提供 32 位的密鑰 key
填充算法
AES 是按數據塊大小（128/192/256）對待加密內容進行分塊處理的，會經常出現最後一段數據長度不足的場景，這時就需要填充數據長度到加密算法對應的數據塊大小。
主要的填充算法有填充 NUL("0") 和 PKCS7，Mcrypt 默認使用的 NUL("0") 填充算法，當前已不被推薦，OpenSSL 則默認模式使用 PKCS7 對數據進行填充並對加密後的數據進行了 base64encode 編碼，所以建議開發中使用 PKCS7 對待加密數據進行填充，已保證通用性（alipay sdk 中雖然使用了 Mcrypt 加密簇，但使用 PKCS7 算法對數據進行了填充，這樣在一定程度上親和了 OpenSSL 加密算法）。
NUL("\\0") 填充算法
Mcrypt 的默認填充算法。NUL 即為 Ascii 表的編號為 0 的元素，即空元素，轉移字符是 "\\0"，PHP 的 pack 打包函數在 'a' 模式下就是以 NUL 字符對內容進行填充的，當然，使用 "\\0" 手動拼接也是可以的。
/**
* NUL("\\0")填充算法
* @param string $source
* @return string
*/
function addZeroPadding($source, $cipher = MCRYPT_RIJNDAEL_128, $mode = MCRYPT_MODE_CBC)
{
$source = trim($source);
// openssl 並沒有提供加密cipher對應的數據塊大小的api這點比較坑
$block = mcrypt_get_block_size($cipher, $mode);
$pad = $block - (strlen($source) % $block);
if ($pad <= $block) {
// $source .= str_repeat("\\0", $pad);//KISS寫法
// pack 方法 a 模式使用 NUL("\\0") 對內容進行填充 A 模式則使用空白字符填充
$source .= pack("a{$pad}", ""); //高端寫法
}
return $source;
}
/**
* NUL("\\0")填充算法移除
* @param string $source
* @return string
*/
function stripZeroPadding($source)
{
return rtrim($source, "\\0");
}
PKCS7 填充算法
OpenSSL的默認填充算法。下面我們給出 PKCS7 填充算法 PHP 的實現：
/**
* PKCS7填充算法
* @param string $source
* @return string
*/
function addPKCS7Padding($source, $cipher = MCRYPT_RIJNDAEL_128, $mode = MCRYPT_MODE_CBC)
{
$source = trim($source);
$block = mcrypt_get_block_size($cipher, $mode);
$pad = $block - (strlen($source) % $block);
if ($pad <= $block) {
$char = chr($pad);
$source .= str_repeat($char, $pad);
}
return $source;
}
/**
* 移去PKCS7填充算法
* @param string $source
* @return string
*/
function stripPKSC7Padding($source)
{
$source = trim($source);
$char = substr($source, -1);
$num = ord($char);
if ($num == 62) {
return $source;
}
$source = substr($source, 0, -$num);
return $source;
}
Mcrypt
默認使用 NUL("\\0") 自動對待加密數據進行填充以對齊加密算法數據塊長度。
獲取 mcrypt 支持的算法，這裡我們只關注 AES 算法。
$cipher_list = mcrypt_list_algorithms();
print_r($cipher_list);
// 加密算法名稱 對應的 常量標識
// 'rijndael-128' == MCRYPT_RIJNDAEL_128
// 'rijndael-192' == MCRYPT_RIJNDAEL_192
// 'rijndael-256' == MCRYPT_RIJNDAEL_256
注意：mcrypt 雖然支持 AES 三種算法，但除 MCRYPT_RIJNDAEL_128 外，MCRYPT_RIJNDAEL_192/256 並未遵循 AES-192/256 標準進行加解密的算法，即如果你同其他系統通信（java/.net），使用 MCRYPT_RIJNDAEL_192/256 可能無法被其他嚴格按照 AES-192/256 標準的系統正確的數據解密。官方文檔頁面中也有人在 User Contributed Notes 中提及。這裡給出如何使用 mcrpyt 做標註的 AES-128/192/256 加解密
AES-128-CBC = mcrpyt(cipher MCRYPT_RIJNDAEL_128 + key 16位 + iv 16 位 + mode MCRYPT_MODE_CBC)
AES-192-CBC = mcrpyt(cipher MCRYPT_RIJNDAEL_128 + key 24位 + iv 16 位 + mode MCRYPT_MODE_CBC)
AES-256-CBC = mcrpyt(cipher MCRYPT_RIJNDAEL_128 + key 32位 + iv 16 位 + mode MCRYPT_MODE_CBC)
即算法統一使用 MCRYPT_RIJNDAEL_128，並通過 key 的位數 來選定是以何種 AES 標準做的加密，iv 是建議添加且建議固定為16位（OpenSSL的 AES加密 iv 始終為 16 位，便於統一對齊），mode 選用的 CBC 模式。
mcrypt 在對數據進行加密處理時，如果發現數據長度與使用的加密算法的數據塊長度未對齊，則會自動使用 "\\0" 對待加密數據進行填充，但 "\\0" 填充模式已不再被推薦，為了與其他系統有更好的兼容性，建議大家手動對數據進行 PKCS7 填充。
OpenSSL
openssl 簇加密方法更為簡單明確，mcrypt 還要將加密算法分為 cipher + mode 去指定，openssl 則只需要直接指定 method 為 AES-128-CBC，AES-192-CBC，AES-256-CBC 即可。且提供了三種數據處理模式，即 默認模式 0 / OPENSSL_RAW_DATA/ OPENSSL_ZERO_PADDING。
openssl 默認的數據填充方式是 PKCS7，為兼容 mcrpty 也提供處理 "0" 填充的數據的模式，具體為下：
//我們只看部分參數 還有一些默認參數沒列出
// 加密
openssl_encrypt(string $data, string $method, string $key, int $options = 0, string $iv = "")
// 解密
openssl_decrypt(string $data, string $method, string $key, int $options = 0, string $iv = "")
options 參數即為重要，它是兼容 mcrpty 算法的關鍵：
options = 0: 默認模式，自動對明文進行 pkcs7 padding，且數據做 base64 編碼處理。
options = 1: OPENSSL_RAW_DATA，自動對明文進行 pkcs7 padding， 且數據未經 base64 編碼處理。
options = 2: OPENSSL_ZERO_PADDING，要求待加密的數據長度已按 "0" 填充與加密算法數據塊長度對齊，即同 mcrpty 默認填充的方式一致，且對數據做 base64 編碼處理。注意，此模式下 openssl 要求待加密數據已按 "0" 填充好，其並不會自動幫你填充數據，如果未填充對齊，則會報錯。
故可以得出 mcrpty簇 與 openssl簇 的兼容條件如下：
1、如果 A 系統使用了 mcrypt 的默認的 "\\0" 自動填充算法進行了數據加密，那 B 系統使用 openssl 進行解密時，需要選擇 OPENSSL_ZERO_PADDING 模式。這裡同時要特別注意，OPENSSL_ZERO_PADDING 模式是認為數據是做了 base64 編碼處理的，如果 A 系統 mcrpty 沒有對數據做 base64_encode 處理，則 B 解密數據時還需要將數據 base64_encode 後再傳遞給 openssl_decrypt。
2、如果 A 系統手動使用了 PKCS7 對待加密數據做了處理，那 B 系統只需根據 A 系統是否對數據做了 base64 編碼處理選擇 0或 OPENSSL_ZERO_PADDING 模式即可。如果對 A 使用了 base64 編碼，則 B 使用 0 模式；如果 A 沒有使用 base64 編碼，則使用 OPENSSL_RAW_DATA 模式。
加解密實例
建議將源碼複製到本地運行，根據運行結果更好理解。
/**
* MCRYPT_RIJNDAEL_128 & CBC + 16位Key + 16位iv = openssl_encrypt(AES-128-CBC, 16位Key, 16位iv) = AES-128
* MCRYPT_RIJNDAEL_128 & CBC + 24位Key + 16位iv = openssl_encrypt(AES-192-CBC, 24位Key, 16位iv) = AES-192
* MCRYPT_RIJNDAEL_128 & CBC + 32位Key + 16位iv = openssl_encrypt(AES-256-CBC, 32位Key, 16位iv) = AES-256
* ------------------------------------------------------------------------------------------------------
* openssl_簇 options
* 0 : 默認模式，自動對數據做 pkcs7 填充, 且返回的加密數據經過 base64 編碼
* 1 : OPENSSL_RAW_DATA, 自動對數據做 pkcs7 填充, 且返回的加密數據未經過 base64 編碼
* 2 : OPENSSL_ZERO_PADDING, 處理使用 NUL("\\0") 的數據，故需手動使用 NUL("\\0") 填充好數據再做加密處理，如未做則會報錯
* --------------------------------------------------------------------------------------------------------
* 加密工具類
*/
// mcrypt AES 固定使用 MCRYPT_RIJNDAEL_128 通過 key 的長度來決定具體使用的具體何種 AES
$mcrypt_cipher = MCRYPT_RIJNDAEL_128;
$mcrypt_mode = MCRYPT_MODE_CBC;
// aes-128=16 aes-192=24 aes-256=32
$key_size = 16;
$key = get_random_str($key_size);
// openssl AES 向量長度固定 16 位 這裡為兼容建議固定長度為 16 位
$iv_size = 16;
$iv = get_random_str($iv_size);
// 隨機字符串
function get_random_str($length = 16)
{
$char_set = array_merge(range('a', 'z'), range('A', 'Z'), range('0', '9'));
shuffle($char_set);
return implode('', array_slice($char_set, 0, $length));
}
/**
* 加密算法
* @param string $content 待加密數據
* @param string $key 加密key 注意 key 長度要求
* @param string $iv 加密向量 固定為16位可以保證與openssl的兼容性
* @param string $cipher 加密算法
* @param string $mode 加密模式
* @param bool $pkcs7 是否使用pkcs7填充 否則使用 mcrypt 自帶的 NUL("\\0") 填充
* @param bool $base64 是否對數據做 base64 處理 因加密後數據會有非列印字符 所以推薦做 base64 處理
* @return string 加密後的內容
*/
function user_mcrypt_encrypt($content, $key, $iv, $cipher = MCRYPT_RIJNDAEL_128, $mode = MCRYPT_MODE_CBC, $pkcs7 = true, $base64 = true)
{
//AES, 128 模式加密數據 CBC
$content = $pkcs7 ? addPKCS7Padding($content) : $content;
$content_encrypted = mcrypt_encrypt($cipher, $key, $content, $mode, $iv);
return $base64 ? base64_encode($content_encrypted) : $content_encrypted;
}
/**
* 解密算法
* @param [type] $content_encrypted 待解密的內容
* @param [type] $key 加密key 注意 key 長度要求
* @param [type] $iv 加密向量 固定為16位可以保證與openssl的兼容性
* @param [type] $cipher 加密算法
* @param [type] $mode 加密模式
* @param bool $pkcs7 帶解密內容是否使用了pkcs7填充 如果沒使用則 mcrypt 會自動移除填充的 NUL("\\0")
* @param bool $base64 是否對數據做 base64 處理
* @return [type] [description]
*/
function user_mcrypt_decrypt($content_encrypted, $key, $iv, $cipher = MCRYPT_RIJNDAEL_128, $mode = MCRYPT_MODE_CBC, $pkcs7 = true, $base64 = true)
{
//AES, 128 模式加密數據 CBC
$content_encrypted = $base64 ? base64_decode($content_encrypted) : $content_encrypted;
$content = mcrypt_decrypt($cipher, $key, $content_encrypted, $mode, $iv);
// 解密後的內容 要根據填充算法來相應的移除填充數
$content = $pkcs7 ? stripPKSC7Padding($content) : rtrim($content, "\\0");
return $content;
}
/**
* PKCS7填充算法
* @param string $source
* @return string
*/
function addPKCS7Padding($source, $cipher = MCRYPT_RIJNDAEL_128, $mode = MCRYPT_MODE_CBC)
{
$source = trim($source);
$block = mcrypt_get_block_size($cipher, $mode);
$pad = $block - (strlen($source) % $block);
if ($pad <= $block) {
$char = chr($pad);
$source .= str_repeat($char, $pad);
}
return $source;
}
/**
* 移去PKCS7填充算法
* @param string $source
* @return string
*/
function stripPKSC7Padding($source)
{
$source = trim($source);
$char = substr($source, -1);
$num = ord($char);
if ($num == 62) {
return $source;
}
$source = substr($source, 0, -$num);
return $source;
}
/**
* NUL("\\0")填充算法
* @param string $source
* @return string
*/
function addZeroPadding($source, $cipher = MCRYPT_RIJNDAEL_128, $mode = MCRYPT_MODE_CBC)
{
$source = trim($source);
// openssl 並沒有提供加密cipher對應的數據塊大小的api這點比較坑
$block = mcrypt_get_block_size($cipher, $mode);
$pad = $block - (strlen($source) % $block);
if ($pad <= $block) {
// $source .= str_repeat("\\0", $pad);//KISS寫法
// pack 方法 a 模式使用 NUL("\\0") 對內容進行填充 A 模式則使用空白字符填充
$source .= pack("a{$pad}", ""); //高端寫法
}
return $source;
}
/**
* NUL("\\0")填充算法移除
* @param string $source
* @return string
*/
function stripZeroPadding($source)
{
return rtrim($source, "\\0");
}
// 待加密內容
$content = "hello world";
echo '使用 NUL("\\0") 填充算法 不對結果做 base64 處理:' . PHP_EOL;
echo 'mcrypt 加密:' . PHP_EOL;
var_dump($data = user_mcrypt_encrypt($content, $key, $iv, $mcrypt_cipher, $mcrypt_mode, false, false));
echo 'openssl 解密:' . PHP_EOL;
// 需經過 NUL("\\0") 填充加密後被 base64_encode 的數據 解密後續手動移除 NUL("\\0")
var_dump(stripZeroPadding(openssl_decrypt(base64_encode($data), "AES-128-CBC", $key, OPENSSL_ZERO_PADDING, $iv)));
echo 'openssl 加密:' . PHP_EOL;
// 需對待處理的數據做 NUL("\\0") 填充，且返回的數據被 base64_encode 編碼了
var_dump($data = base64_decode(openssl_encrypt(addZeroPadding($content), "AES-128-CBC", $key, OPENSSL_ZERO_PADDING, $iv)));
echo 'mcrypt 解密:' . PHP_EOL;
var_dump(user_mcrypt_decrypt($data, $key, $iv, $mcrypt_cipher, $mcrypt_mode, false, false));
echo PHP_EOL;
echo '使用 NUL("\\0") 填充算法 對結果做 base64 處理:' . PHP_EOL;
echo 'mcrypt 加密:' . PHP_EOL;
var_dump($data = user_mcrypt_encrypt($content, $key, $iv, $mcrypt_cipher, $mcrypt_mode, false, true));
echo 'openssl 解密:' . PHP_EOL;
var_dump(stripZeroPadding(openssl_decrypt($data, "AES-128-CBC", $key, OPENSSL_ZERO_PADDING, $iv)));
echo 'openssl 加密:' . PHP_EOL;
var_dump($data = openssl_encrypt(addZeroPadding($content), "AES-128-CBC", $key, OPENSSL_ZERO_PADDING, $iv));
echo 'mcrypt 解密:' . PHP_EOL;
var_dump(user_mcrypt_decrypt($data, $key, $iv, $mcrypt_cipher, $mcrypt_mode, false, true));
echo PHP_EOL;
echo "使用 pkcs7 填充算法 不對結果做 base64 處理" . PHP_EOL;
echo 'mcrypt 加密:' . PHP_EOL;
var_dump($data = user_mcrypt_encrypt($content, $key, $iv, $mcrypt_cipher, $mcrypt_mode, true, false));
echo 'openssl 解密:' . PHP_EOL;
var_dump(openssl_decrypt($data, "AES-128-CBC", $key, OPENSSL_RAW_DATA, $iv));
echo 'openssl 加密:' . PHP_EOL;
var_dump($data = openssl_encrypt($content, "AES-128-CBC", $key, OPENSSL_RAW_DATA, $iv));
echo 'mcrypt 解密:' . PHP_EOL;
var_dump(user_mcrypt_decrypt($data, $key, $iv, $mcrypt_cipher, $mcrypt_mode, true, false));
echo PHP_EOL;
echo "使用 pkcs7 填充算法 對結果做 base64 處理（推薦）：" . PHP_EOL;
echo 'mcrypt 加密:' . PHP_EOL;
var_dump($data = user_mcrypt_encrypt($content, $key, $iv, $mcrypt_cipher, $mcrypt_mode, true, true));
echo 'openssl 解密:' . PHP_EOL;
var_dump(openssl_decrypt($data, "AES-128-CBC", $key, 0, $iv));
echo 'openssl 加密:' . PHP_EOL;
var_dump($data = openssl_encrypt($content, "AES-128-CBC", $key, 0, $iv));
echo 'mcrypt 解密:' . PHP_EOL;
var_dump(user_mcrypt_decrypt($data, $key, $iv, $mcrypt_cipher, $mcrypt_mode, true, true));
總結要點
1、二者使用的何種填充算法。
2、二者對數據是否有 base64 編碼要求。
3、mcrypt 需固定使用 MCRYPT_RIJNDAEL_128，並通過調整 key 的長度 16, 24，32 來實現 ase-128/192/256 加密算法。同時二者 IV 長度都應該是。
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