PHP 对称加密AES算法
PHP 支持多种加密解密算法，包含对称加密（可逆）和非对称加密（不可逆）
不可逆加密算法，包含md5、sha1等，可参加米扑博客：php 加密算法md5, sha1
更多加密算法，请见米扑博客：AES、DES、RSA三种典型加密算法（强烈推荐）
本文主要介绍AES对称加密，用到了 mcrypt 模块
AES 算法简介
AES（Advanced Encryption Standard，高级加密标准），在密码学中又称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。经过五年的甄选流程，高级加密标准由美国国家标准与技术研究院（NIST）于2001年11月26日发布于FIPS PUB 197，并在2002年5月26日成为有效的标准。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。
AES对称加密算法的加密和解密的密钥（密钥K）是相同的，米扑科技的项目、微信小程序加密传输等就是用这个加密算法的，具体的加密流程如下图：
AES是基于数据块的加密方式，每次处理的数据是一块16字节，当数据不是16字节的倍数时填充，这就是所谓的分组密码（区别于基于比特位的流密码），16字节是分组长度。
分组加密有几种方式分别是：
ECB：是一种基础的加密方式，密文被分割成分组长度相等的块（不足补齐），然后单独一个个加密，一个个输出组成密文。
CBC：是一种循环模式，前一个分组的密文和当前分组的明文异或操作后再加密，这样做的目的是增强破解难度。
CFB/OFB实际上是一种反馈模式，目的也是增强破解的难度。
ECB和CBC的加密结果是不一样的，两者的模式不同，而且CBC会在第一个密码块运算时加入一个初始化向量。
安装 mcrypt 库包
1. 下载 mcrypt
官方介绍：http://mcrypt.sourceforge.net
下载 libmcrypt 和 mcrypt：https://sourceforge.net/projects/mcrypt/files/
直接下载最新安装包：libmcrypt-2.5.8.tar.gz 和 mcrypt-2.6.8.tar.gz
2. 安装 libmcrypt 和 mcrypt
1）安装 libmcrypt
tar zxvf libmcrypt-2.5.8.tar.gz cd libmcrypt-2.5.8 ./configure make make install
2）安装 mcrypt
tar zxvf mcrypt-2.6.8.tar.gz cd mcrypt-2.6.8/ ln -s /usr/local/bin/libmcrypt-config /usr/bin/libmcrypt-config /sbin/ldconfig export LD_LIBRARY_PATH=/usr/local/lib:$LD_LIBRARY_PATH ./configure make make install
安装错误排查
如果安装过程中，抛出“configure: error: *** libmcrypt was not found”错误
*** 'libmcrypt-config --version' returned 2.4.0, but LIBMCRYPT (2.5.8) *** was found! If libmcrypt-config was correct, then it is best *** to remove the old version of LIBMCRYPT. You may also be able to fix the error *** by modifying your LD_LIBRARY_PATH enviroment variable, or by editing *** /etc/ld.so.conf. Make sure you have run ldconfig if that is *** required on your system. *** If libmcrypt-config was wrong, set the environment variable LIBMCRYPT_CONFIG *** to point to the correct copy of libmcrypt-config, and remove the file config.cache *** before re-running configure configure: error: *** libmcrypt was not found
这是因为环境变量的问题，gcc编译的时候根据自身定义的变量寻找相关函数库等文件，libmcrypt也是刚安装的，在变量中没有定义出来，所以手动添加环境变量使其生效：
# ln -s /usr/local/bin/libmcrypt-config /usr/bin/libmcrypt-config
# export LD_LIBRARY_PATH=/usr/local/lib:$LD_LIBRARY_PATH
然后 #./configure 过后，继续 # make && make install ， 成功！
更多安装PHP库，详见米扑博客：LNMP(CentOS+Nginx+Mysql+PHP)服务器环境配置 （经典推荐）
3. 下载安装PHP扩展 mcrypt.so
PHP 7.2 之前，PHP 安装包自带有 mcrypt 库，目录在：/opt/php-5.6.11/ext/mcrypt/
安装步骤：
1）编译安装
cd /opt/php-5.6.11/ext/mcrypt/ /usr/local/php/bin/phpize ./configure make make install Installing shared extensions: /usr/local/php/lib/php/extensions/no-debug-non-zts-20131226/
2）编辑 php.ini 文件，添加自带的 mcrypt.so 动态库
vim /usr/local/php/etc/php.ini
在末尾添加一行
extension=/usr/local/php/lib/php/extensions/no-debug-non-zts-20131226/mcrypt.so
3）重启 php-fpm 或 apache，使其失效
# /etc/init.d/php-fpm restart Restarting php-fpm daemon: php-fpm.
PHP 7.2 之后，PHP 安装包移除了 mcrypt 库，因此必须自己手动下载 php 库
1）下载 mcrypt-1.0.1.tgz
pecl 官网：http://pecl.php.net/package/mcrypt
安装扩展 mcrypt
tar zxvf mcrypt-1.0.1.tgz cd mcrypt-1.0.1 /usr/local/php/bin/phpize ./configure --with-php-config=/usr/local/php/bin/php-config make make install Installing shared extensions: /usr/local/php/lib/php/extensions/no-debug-zts-20170718/
2）编辑 php.ini 文件，添加自编译的 mcrypt.so 动态库
vim /usr/local/php/etc/php.ini
在末尾添加一行
extension=/usr/local/php/lib/php/extensions/no-debug-zts-20170718/mcrypt.so
3）重启 php-fpm 或 apache，使其失效
# /etc/init.d/php-fpm restart Restarting php-fpm daemon: php-fpm.
补充：
php 自带的扩展目录为 /home/data/tool-server/LNMP/php-7.2.8/ext/
编译常见的扩展的动态库如下：
# ll /usr/local/php/lib/php/extensions/no-debug-zts-20170718/ -rwxr-xr-x 1 root root 1201584 Dec 26 22:57 gd.so -rwxr-xr-x 1 root root 1177792 Dec 19 21:53 imagick.so -rwxr-xr-x 1 root root 3424944 Dec 26 22:57 mbstring.so -rwxr-xr-x 1 root root 149504 Dec 27 12:05 mcrypt.so -rwxr-xr-x 1 root root 386312 Dec 19 21:52 memcached.so -rwxr-xr-x 1 root root 3530874 Dec 19 21:47 opcache.a -rwxr-xr-x 1 root root 1972464 Dec 19 21:47 opcache.so -rwxr-xr-x 1 root root 36728 Dec 19 21:52 pdo_mysql.so -rwxr-xr-x 1 root root 1827760 Dec 19 21:53 redis.so -rwxr-xr-x 1 root root 108760 Dec 26 22:55 xmlreader.so -rwxr-xr-x 1 root root 183920 Dec 26 22:57 xml.so -rwxr-xr-x 1 root root 118416 Dec 26 22:55 xmlwriter.so -rwxr-xr-x 1 root root 131016 Dec 26 22:57 xsl.so
4. 查看 mcrypt
通过 phpinfo() 查看 mcrypt 动态库
检测PHP是否支持 mcrypt 模块，并查看支持哪些加密算法和模式
$cipher_list = mcrypt_list_algorithms(); // mcrypt支持的加密算法列表 $mode_list = mcrypt_list_modes(); // mcrypt支持的加密模式列表 var_dump($cipher_list); var_dump($mode_list);
运行结果：
cipher_list
array (size=19) 0 => string 'cast-128' (length=8) 1 => string 'gost' (length=4) 2 => string 'rijndael-128' (length=12) 3 => string 'twofish' (length=7) 4 => string 'arcfour' (length=7) 5 => string 'cast-256' (length=8) 6 => string 'loki97' (length=6) 7 => string 'rijndael-192' (length=12) 8 => string 'saferplus' (length=9) 9 => string 'wake' (length=4) 10 => string 'blowfish-compat' (length=15) 11 => string 'des' (length=3) 12 => string 'rijndael-256' (length=12) 13 => string 'serpent' (length=7) 14 => string 'xtea' (length=4) 15 => string 'blowfish' (length=8) 16 => string 'enigma' (length=6) 17 => string 'rc2' (length=3) 18 => string 'tripledes' (length=9)
其中 rijndael-128、rijndael-192、rijndael-256都是AES算法
mode_list
array (size=8) 0 => string 'cbc' (length=3) 1 => string 'cfb' (length=3) 2 => string 'ctr' (length=3) 3 => string 'ecb' (length=3) 4 => string 'ncfb' (length=4) 5 => string 'nofb' (length=4) 6 => string 'ofb' (length=3) 7 => string 'stream' (length=6)
AES算法加密模式和填充方式
AES支持五中模式：CBC、CFB、ECB、OFB、PCBC
AES支持三种填充：NoPadding、PKCS5Padding、ISO10126Padding，不支持SSL3Padding，不支持“NONE”模式
其中AES/ECB/NoPadding和米扑科技的项目现在使用的AESUtil得出的结果相同(在16的整数倍情况下)
不带模式和填充来获取AES算法的时候，其默认使用ECB/PKCS5Padding
算法/模式/填充
AES/CBC/NoPadding
AES/CBC/PKCS5Padding
AES/CBC/ISO10126Padding
AES/CFB/NoPadding
AES/CFB/PKCS5Padding
AES/CFB/ISO10126Padding
AES/ECB/NoPadding
AES/ECB/PKCS5Padding
AES/ECB/ISO10126Padding
AES/OFB/NoPadding
AES/OFB/PKCS5Padding
AES/OFB/ISO10126Padding
AES/PCBC/NoPadding
AES/PCBC/PKCS5Padding
AES/PCBC/ISO10126Padding
可以看到，在原始数据长度为16的整数倍时，假如原始数据长度等于16*n，则使用NoPadding时加密后数据长度等于16*n，其它情况下加密数据长度等于16*(n+1)。在不足16的整数倍的情况下，假如原始数据长度等于16*n+m[其中m小于16]，除了NoPadding填充之外的任何方式，加密数据长度都等于16*(n+1)；NoPadding填充情况下，CBC、ECB、PCBC三种模式是不支持的，CFB、OFB两种模式下则加密数据长度等于原始数据长度。
本文示例采用的 AES/CBC/NoPadding
PHP 对称加密AES算法应用示例
// AES 加密
function encrypt_aes($string='', $key='mimvp') {
$cipher = MCRYPT_RIJNDAEL_128;
$mode = MCRYPT_MODE_CBC;
$iv = substr(md5($key), 0, 16);
$private_key = substr(md5($key), 0, 32); // 必须为16，24，32个字符
$encrypted = mcrypt_encrypt($cipher, $private_key, $string, $mode, $iv);
return base64_encode($encrypted);
}
// AES 解密
function decrypt_aes($string='', $key='mimvp') {
$string = base64_decode($string);
$cipher = MCRYPT_RIJNDAEL_128;
$mode = MCRYPT_MODE_CBC;
$iv = substr(md5($key), 0, 16);
$private_key = substr(md5($key), 0, 32); // 必须为16，24，32个字符
$decrypted = rtrim(mcrypt_decrypt($cipher, $private_key, $string, $mode, $iv), "\0");
return $decrypted;
}
$data = 'I love mimvp.com';
$data_encrypt = encrypt_aes($data);
echo '<br><br> encrypt_aes : ' . $data_encrypt;
echo '<br><br> decrypt_aes : ' . decrypt_aes($data_encrypt);
$data = 'I love mimvp.com in 2016.09.12 @mimvp.com $1,000,000,000';
$data_encrypt = encrypt_aes($data);
echo '<br><br> encrypt_aes : ' . $data_encrypt;
echo '<br><br> decrypt_aes : ' . decrypt_aes($data_encrypt);
为了方便与其他语言进行数据交换，也可以手动指定 $iv 为一个固定的可见字符串，但是长度要与 mcrypt_create_iv 生成的一致，否则会报一个 The IV parameter must be as long as the blocksize in 的警告。这里的长度是16，所以固定的字符串常量也要是16个字符，可以利用代码生成其16位的随机字符串（注意：加密和解密的都必须一致，可在函数参数里传递此参数）
$iv = mcrypt_create_iv(mcrypt_get_iv_size($cipher, $mode), MCRYPT_RAND);
运行结果：
encrypt_aes : HsjNQpu+/yxeMNmaErqiqA==
decrypt_aes : I love mimvp.com
encrypt_aes : HsjNQpu+/yxeMNmaErqiqPLjk/N4VmlhYlnrjZCcnZhwJPoML1eTNG+cLwFUxFv8Se+xOkRddaM5c7umF+npLQ==
decrypt_aes : I love mimvp.com in 2016.09.12 @mimvp.com $1,000,000,000
从加密解密结果可见：
1）AES 加密算法字符串会跟着加密字符串的长度增加而增加，不同于md5等是固定的长度，更多算法长度参见米扑博客《php 加密算法md5, sha1》
2）AES 加密算法，支持任意字符的加密，如特殊字符 @、$、空格、逗号等
3）注意私钥字符串，长度必须为16，24，32位，且加密解密的私钥需一致
参考推荐：
Python 常用加密算法 base64, md5, sha1
LNMP(CentOS+Nginx+Mysql+PHP)服务器环境配置 （推荐）
版权所有: 本文系米扑博客原创、转载、摘录，或修订后发表，最后更新于 2018-12-27 12:12:32
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