聊聊加密那点事——PHP加密最佳实践

1. 加密的目的

加密不同于密码，加密是一个动作或者过程，其目的就是将一段明文信息（人类或机器可以直接读懂的信息）变为一段看上去没有任何意义的字符，必须通过事先约定的解密规则才能将信息转换回有意义的可读信息，通过加密可以防止非授权的信息窃取。

2. 存储加密和传输加密

按照加密对象的不同，可以将加密分为：存储加密和传输加密。存储加密是指对存储在纸质、磁盘、数据库等介质上的数据进行的加密，而传输加密则是指对数据在计算机网络、电话、电报等通信信道上进行的加密。不管是上述哪种加密，本质上仍是对信息进行加密。

3. 加密算法

加密算法，经过历史的演进，出现了很多种类的算法。我所了解的最简单的加密算法，就是从电影里看到的，通过一本字典或者圣经，使用页码和行列号等来对文字进行一一对应的加密。解密时，只要解密的人拿着相同的字典和圣经，知道数字与文字的对应关系，即可解密。这种加密方法曾经很有效，因为用作加密的字典可以是任何一本书或者甚至可以是一份报纸。

3.1 对称加密算法

按照现代的加密算法划分，上述的加密方法，可以归类为对称加密的范畴。
所谓对称加密，就是加密和解密使用同一秘钥，这也是这种加密算法最显著的缺点之一。上面的字典、圣经等也可以理解为是一份秘钥。现代的加密算法中，DES、3DES、AES等算法都属于对称加密算法。
对称加密有一个明显的缺点，就是即秘钥。特别是在传输加密时，信息的发送方和接收方需要使用相同的秘钥来对信息进行加解密，接收方如何安全的获取秘钥成为这类加密的焦点，因为一旦秘钥被截获，整个加密通信就形同明文传输。
因此，对称加密比较适合存储加密，例如有些计算机硬盘会通过主板上的加密芯片对整个硬盘进行加密，使用的就是对称加密算法。

3.2 非对称加密算法

由于对称加密在通信加密领域的缺陷，1976年W.Diffie和M.Hellman提出了“非对称加密”的概念。这种加密算法的秘钥分为“公开秘钥”和“私有秘钥”，公开秘钥用于对信息进行加密，而解密时使用私有秘钥进行解密，这样，信息的接收方可以事先生成好一份公钥和私钥，然后将公钥发给所有的信息发送方，信息发送方使用公钥对信息进行加密，然后将信息发送给接收方，接收方使用私钥进行解密即可。这种算法的优势在于，解密的私钥不需要传递，降低（只能降低，无法避免，要考虑认为因素）了私钥泄密的可能性。

常见的非对称加密算法有：RSA、EIGamal、背包算法、Rebin（RSA的特例）、迪菲－赫尔曼密钥交换协议中的公钥加密算法和椭圆曲线加密算法等。而最为大家熟知的就是RSA算法。

3.3 比较

对称加密，由于加解密双发必须拥有相同的秘钥，分发和同步秘钥的通信容易泄漏秘钥，但是对称加密的速度相比非对称加密要快很多，特别对于大量数据的加密更加明显。
非对称加密，其主要缺点之一就是慢，适合加密少量数据。
因此，实际应用当中，经常将二者结合使用，例如通信双方建立通信后，A首先生成一对公钥和私钥，并将公钥发送给B，B使用公钥将一个对称加密算法的“秘钥+有效期”加密后，再发回给A，A使用私钥解密后，双方便同步了一个对称算法的秘钥，然后在规定的有效期内，双方便可以使用这个秘钥对通信数据进行加密和解密。其过程大致如下图所示：

3.4 误区

看到这里，有些同学可能会问，我常用的md5、hash算法(sha1、sha256、sha512、sha1024等）怎么没见你提及，其实准确的说，md5和hash算法不能算是加密算法，它们都属于信息摘要算法，可以为不同的信息生成独一无二的信息摘要，而它们都属于不可逆算法，即无法通过生成的摘要信息还原出原始信息。利用这种特性，实际应用中，经常会使用这些算法对用户输入的密码进行运算，并对运算结果进行比较来验证用户输入密码是否正确。还有一种应用场景是通信签名，用于验证通信过程中信息是否丢失或被篡改。

4. PHP加密最佳实践

加密总是与安全密不可分，而每个PHPer都必须将应用安全作为必要的设计思路融入代码中，以下是一些最佳实践的建议。

1. 不要再使用MD5，不要使用sha1，基本上已经没有破解难度了。

2. 请使用password_hash来哈希密码（php版本大于等于5.5，小于5.5请使用password_compat库），由于password_hash函数已帮你处理好了加盐，而且作为盐的随机字串已通过加密算法成为了哈希的一部分，password_verify()函数会自动将盐从哈希中提取出来，所以你无需考虑盐的存储问题。

3. 通信接口的签名，请使用非对称算法对签名秘钥进行加密，并对秘钥设置有效期，定期更换。

进一步阅读：
对称加密算法
非对称加密算法
更新后的 PHP: 现代 PHP 中的密码安全性
PHP编程之道：安全

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