一、DES介绍

DES 是对称性加密里面常见一种，全称为 Data Encryption Standard，即数据加密标准，是一种使用密钥加密的块算法。密钥长度是64位(bit)，超过位数密钥被忽略。所谓对称性加密即加密和解密密钥相同，对称性加密一般会按照固定长度，把待加密字符串分成块，不足一整块或者刚好最后有特殊填充字符。

  • 跨语言做 DES 加密解密经常会出现问题，往往是填充方式不对、编码不一致或者加密解密模式没有对应上造成。
  • 常见的填充模式有： pkcs5、pkcs7、iso10126、ansix923、zero。
  • 加密模式有：DES-ECB、DES-CBC、DES-CTR、DES-OFB、DES-CFB。

加密用到的方法：

openssl_encrypt($data, $method, $password, $options, $iv)

参数说明：

  1. $data 加密明文
  2. $method 加密方法
  • DES-ECB
  • DES-CBC
  • DES-CTR
  • DES-OFB
  • DES-CFB
  1. $passwd 加密密钥[密码]
  2. $options 数据格式选项（可选）【选项有：】
  • 0
  • OPENSSL_RAW_DATA=1
  • OPENSSL_ZERO_PADDING=2
  • OPENSSL_NO_PADDING=3
  1. $iv 密初始化向量（可选）
  • 需要注意：如果method为DES-ECB，则method为DES−ECB，则iv无需填写

二、解密用到的方法：

openssl_decrypt($data, $method, $password, $options, $iv)

参数说明：

  1. $data 要解密的数据
  2. 其他参数同加密方法

三、用法案例：

参数：

$data = '1234567887654321';//加密明文
   $method = 'DES-ECB';//加密方法
   $passwd = '12344321';//加密密钥
   $options = 0;//数据格式选项（可选）
   $iv = '';//加密初始化向量（可选）

(1) 默认填充方式：

  • 加密：
$result = openssl_encrypt($data, $method, $passwd, $options);
var_dump($result);

结果：

string(32) "kQYOdswcm9I5elv2wdJucplqAgqDNqXg"
  • 解密
$result = 'kQYOdswcm9I5elv2wdJucplqAgqDNqXg';
var_dump(openssl_decrypt($result, $method, $passwd, 0));

结果：

string(16) "1234567887654321"

(2) OPENSSL_RAW_DATA方式【会用PKCS#7进行补位】

  • 加密
$result = openssl_encrypt($data, $method, $passwd, OPENSSL_RAW_DATA);
var_dump($result);

结果：

string(24) "�v���9z[���nr�j �6��"

我们可以看到结果是乱码的，这时我们需要base64一下

$result = openssl_encrypt($data, $method, $passwd, OPENSSL_RAW_DATA);
var_dump(base64_encode($result));

这时结果是

string(32) "kQYOdswcm9I5elv2wdJucplqAgqDNqXg"
  • 解密
$result = openssl_encrypt($data, $method, $passwd, OPENSSL_RAW_DATA);

var_dump(openssl_decrypt($result, $method, $passwd,OPENSSL_RAW_DATA));

结果：

string(16) "1234567887654321"

我们可以看到：默认填充方式与OPENSSL_RAW_DATA，这两种方式加密结果是一样的

(3) OPENSSL_ZERO_PADDING方式

看字面意思，是用0填充，但是测试并不起作用

  • 加密
$result = openssl_encrypt($data, $method, $passwd, OPENSSL_ZERO_PADDING);
var_dump($result);

结果：

string(24) "kQYOdswcm9I5elv2wdJucg=="
  • 解密：
$result = openssl_encrypt($data, $method, $passwd, OPENSSL_ZERO_PADDING);
var_dump(openssl_decrypt($result, $method, $passwd,OPENSSL_ZERO_PADDING));

结果：

string(16) "1234567887654321"

(4) OPENSSL_NO_PADDING【不填充，需要手动填充】

  • 在openssl_encrypt前加上填充过程
  • 加密
$str_padded = $data;
  if (strlen($str_padded) % 16) {
      $str_padded = str_pad($str_padded,strlen($str_padded) + 16 - strlen($str_padded) % 16, "\0");
  }
  $result = openssl_encrypt($str_padded, $method, $passwd, OPENSSL_NO_PADDING);
  var_dump($result);
  echo '<br>';
  var_dump( base64_encode($result));

结果：

string(16) "�v���9z[���nr" 
string(24) "kQYOdswcm9I5elv2wdJucg=="

我们可以看到结果是加密的乱码，需要用base64一下，就可以看到结果了

  • 解密：
//加密begin
  $str_padded = $data;
  if (strlen($str_padded) % 16) {
      $str_padded = str_pad($str_padded,strlen($str_padded) + 16 - strlen($str_padded) % 16, "\0");
  }
  $result = openssl_encrypt($str_padded, $method, $passwd, OPENSSL_NO_PADDING);
  //加密end
 //解密begin
 $str = base64_encode($result);
 $m = openssl_decrypt( base64_decode($str) , $method, $passwd, OPENSSL_NO_PADDING);
 var_dump( rtrim( rtrim( $m,chr(0) ), chr(7) ) );
 //解密 end

结果：

string(16) "1234567887654321"

** 结尾要去除填充字符’0’和’a’。
‘a’是为了兼容用OPENSSL_RAW_DATA加密的结果。 **

补码原理

在对称加密中，可以概分为两种模式加密，流加密以及块加密，当我们使用块加密(也就是分组加密)的时候，例如AES、DES，每次是对固定大小的分组数据进行处理。但是大多数需要加密的数据并不是固定大小的倍数长度。例如AES数据块为128位，也就是16字节长度，而需要加密的长度可能为15、26等等。为了解决这个问题，我们就需要对数据进行填补操作，将数据补齐至对应块长度。

接下来呢讲一下关于数据填充ANSIX923、ISO10126、PKCS7以及Zero具体的补码原理。

注，补码原理来自于文章Padding (cryptography)，读中文的小伙伴们可以查看这篇 关于PKCS5Padding与PKCS7Padding的区别.

  • ANSIX923 填充方式
    ANSIX923 在填充时首先获取需要填充的字节长度 = (块长度 - (数据长度 % 块长度)), 在填充字节序列中最后一个字节填充为需要填充的字节长度值, 填充字节中其余字节均填充数字零.
    例：
假定块长度为8 ，数据长度为 10,则填充字节数等于 6，数据等于 FF FF FF FF FF FF FF FF FF DD：
数据： FF FF FF FF FF FF FF FF FF
X923 填充后： FF FF FF FF FF FF FF FF | FF DD 00 00 00 00 00 06
  • ISO10126 填充方式
    ISO10126 在填充时首先获取需要填充的字节长度 = (块长度 - (数据长度 % 块长度)), 在填充字节序列中最后一个字节填充为需要填充的字节长度值, 填充字节中其余字节均填充随机数值.
    例：
假定块长度为 16，数据长度为 9,则填充字节数等于 7，数据等于 FF FF FF FF FF FF FF FF FF ：

| FF FF FF FF FF FF FF FF FF 73 68 C4 81 A6 23 07 |
  • PKCS7 填充方式
    PKCS7 在填充时首先获取需要填充的字节长度 = (块长度 - (数据长度 % 块长度)), 在填充字节序列中所有字节填充为需要填充的字节长度值 例：
假定块长度为 8，数据长度为 3,则填充字节数等于 5，数据等于 FF FF FF ：
| FF FF FF 05 05 05 05 05 |
  • Zero 填充方式
    Zero 在填充时首先获取需要填充的字节长度 = (块长度 - (数据长度 % 块长度)), 在填充字节序列中所有字节填充为0x00，零填充在数据最后字节为零的时候可能不可逆
    例：
假定块长度为 8，数据长度为 2,则填充字节数等于 6，数据等于 FF FF  ：
| FF FF 00 00 00 00 00 00 |

特定的，为了使算法可以逆向去除多余的填充字符，所以当数据长度恰好等于块长度的时候，需要补足块长度的字节.例如块长度为8，数据长度为8，则填充字节数等于8.

 

php7 openssl_decrypt AES的ECB与CBC加解密

 

php7.2版本用openssl_encrypt代替mcrypt_encrypt，导致以往自己写的Aes加密类不能用。

最终发现是加密的key不是16位长，导致ios客户端与服务器php的加解密不一致。后商讨key为16位长，遂问题解决。下面是 AES-128-ECB 加密类；

class Aes
{
    //密钥 须是16位
    public $key ;

    /**
     * 解密字符串
     * @param string $data 字符串
     * @return string
     */
    public function __construct()
    {
    	$this->key = '1234567890123456';
    }

    public  function decode($str)
    {
        return openssl_decrypt(base64_decode($str),"AES-128-ECB",$this->key,OPENSSL_RAW_DATA);
    }

    /**
     * 加密字符串
     * @param string $data 字符串
     * @return string
     */
    public  function encode($str)
    {
        return base64_encode(openssl_encrypt($str,"AES-128-ECB",$this->key,OPENSSL_RAW_DATA));
    }

}

若你是采用CBC加密，则还需排序$iv偏移量，如下面是AES-128-CBC加解密类：

class Aes
{
    //密钥 须是16位
    public $key ;

    //偏移量
    public $iv = '1234567890123456';

    /**
     * 解密字符串
     * @param string $data 字符串
     * @return string
     */
    public function __construct()
    {
    	$this->key = '1234567890123456';
    }

    public  function decode($str)
    {
        return openssl_decrypt(base64_decode($str),"AES-128-CBC",$this->key,OPENSSL_RAW_DATA, $this->iv);
    }

    /**
     * 加密字符串
     * @param string $data 字符串
     * @return string
     */
    public  function encode($str)
    {
        return base64_encode(openssl_encrypt($str,"AES-128-CBC",$this->key,OPENSSL_RAW_DATA, $this->iv));
    }

}