Каков самый простой способ двустороннего шифрования в обычных установках PHP?
Мне нужно иметь возможность шифровать данные с помощью строкового ключа и использовать тот же ключ для дешифрования на другом конце.
Безопасность не так важна, как переносимость кода, поэтому я хотел бы, чтобы все было как можно проще. В настоящее время я использую реализацию RC4, но если мне удастся найти что-то с встроенной поддержкой, я полагаю, что смогу сэкономить много ненужного кода.
Ответ 1
Важно: если у вас нет особых условий использования, не шифруйте пароли, вместо этого используйте алгоритм хэширования паролей. Когда кто-то говорит, что шифрует свои пароли в приложении на стороне сервера, он либо не информирован, либо описывает опасную конструкцию системы. Безопасное хранение паролей – это совершенно отдельная от шифрования проблема. Будьте информированы. Разрабатывайте безопасные системы.
Портативное шифрование данных в PHP
Если вы используете PHP 5.4 или новее и не хотите писать криптографический модуль самостоятельно, я рекомендую использовать существующую библиотеку, которая обеспечивает аутентифицированное шифрование. Библиотека, на которую я дал ссылку, полагается только на то, что предоставляет PHP, и периодически проверяется несколькими исследователями безопасности.
Если ваши цели по переносимости не препятствуют необходимости использования расширений PECL, libsodium настоятельно рекомендуется больше, чем все, что вы или я можем написать на PHP.
Также вы можете использовать sodium_compat и использовать те же криптовалюты, которые предлагает libsodium, без установки расширений PECL.
Если вы хотите попробовать свои силы в криптографии, читайте дальше.
Во-первых, вам следует потратить время на изучение опасностей неаутентифицированного шифрования и принципа криптографического обмана.
Зашифрованные данные все равно могут быть подделаны злоумышленником.
Проверка подлинности зашифрованных данных предотвращает фальсификацию.
Аутентификация незашифрованных данных не предотвращает фальсификацию.
Шифрование и расшифровка
Шифрование в PHP на самом деле простое (мы будем использовать openssl_encrypt() и openssl_decrypt() после того, как вы примете решение о том, как зашифровать вашу информацию. Обратитесь к openssl_get_cipher_methods() для получения списка методов, поддерживаемых в вашей системе. Лучшим выбором является AES в режиме CTR:
aes-128-ctr
aes-192-ctr
aes-256-ctr
В настоящее время нет оснований полагать, что размер ключа AES является существенной проблемой, о которой стоит беспокоиться (больше, вероятно, не лучше, из-за плохого планирования ключей в 256-битном режиме).
Примечание. Мы не используем mcrypt, потому что он является неподдерживаемым ПО и имеет неисправленные ошибки, которые могут повлиять на безопасность. По этим причинам я рекомендую другим разработчикам PHP избегать его.
Простая обёртка шифрования/дешифрования с использованием OpenSSL:
class UnsafeCrypto {
const METHOD = 'aes-256-ctr';
/**
* Шифрует (но не аутентифицирует) сообщение.
*
* @param string $message - сообщение в открытом виде
* @param string $key - ключ шифрования (ожидается необработанный двоичный файл)
* @param boolean $encode - установите значение TRUE, чтобы вернуть base64-кодированное сообщение.
* @return string (raw binary)
*/
public static function encrypt($message, $key, $encode = false) {
$nonceSize = openssl_cipher_iv_length(self::METHOD);
$nonce = openssl_random_pseudo_bytes($nonceSize);
$ciphertext = openssl_encrypt(
$message,
self::METHOD,
$key,
OPENSSL_RAW_DATA,
$nonce
);
// Теперь давайте соберем вместе IV и шифротекст.
// Наивно полагать, что мы можем просто объединить
if ($encode) {
return base64_encode($nonce.$ciphertext);
}
return $nonce.$ciphertext;
}
/**
* Расшифровывает (но не проверяет) сообщение.
*
* @param string $message - шифротекст сообщения
* @param string $key - ключ шифрования (ожидается необработанный двоичный файл)
* @param boolean $encoded - ожидается ли кодированная строка?
* @return string
*/
public static function decrypt($message, $key, $encoded = false) {
if ($encoded) {
$message = base64_decode($message, true);
if ($message === false) {
throw new Exception('Encryption failure');
}
}
$nonceSize = openssl_cipher_iv_length(self::METHOD);
$nonce = mb_substr($message, 0, $nonceSize, '8bit');
$ciphertext = mb_substr($message, $nonceSize, null, '8bit');
$plaintext = openssl_decrypt(
$ciphertext,
self::METHOD,
$key,
OPENSSL_RAW_DATA,
$nonce
);
return $plaintext;
}
}
Пример использования:
$message = 'Ready your ammunition; we attack at dawn.';
$key = hex2bin('000102030405060708090a0b0c0d0e0f101112131415161718191a1b1c1d1e1f');
$encrypted = UnsafeCrypto::encrypt($message, $key);
$decrypted = UnsafeCrypto::decrypt($encrypted, $key);
var_dump($encrypted, $decrypted);
Простая обёртка аутентификации:
class SaferCrypto extends UnsafeCrypto {
const HASH_ALGO = 'sha256';
/**
* Шифрует и затем передает сообщение по MAC-адресу
*
* @param string $message - сообщение в открытом виде
* @param string $key - ключ шифрования (ожидается необработанный двоичный файл)
* @param boolean $encode - установите значение TRUE, чтобы вернуть строку в кодировке base64
* @return string (raw binary)
*/
public static function encrypt($message, $key, $encode = false) {
list($encKey, $authKey) = self::splitKeys($key);
// Передать в UnsafeCrypto::encrypt
$ciphertext = parent::encrypt($message, $encKey);
// Вычислить MAC из IV и шифротекста
$mac = hash_hmac(self::HASH_ALGO, $ciphertext, $authKey, true);
if ($encode) {
return base64_encode($mac.$ciphertext);
}
// Добавить MAC к шифротексту и вернуть вызывающему лицу
return $mac.$ciphertext;
}
/**
* Расшифровывает сообщение (после проверки целостности)
*
* @param string $message - шифротекст сообщения.
* @param string $key - ключ шифрования (ожидается необработанный двоичный код)
* @param boolean $encoded - ожидается ли кодированная строка?
* @return string (raw binary)
*/
public static function decrypt($message, $key, $encoded = false) {
list($encKey, $authKey) = self::splitKeys($key);
if ($encoded) {
$message = base64_decode($message, true);
if ($message === false) {
throw new Exception('Encryption failure');
}
}
// Размер хэша – на случай изменения HASH_ALGO
$hs = mb_strlen(hash(self::HASH_ALGO, '', true), '8bit');
$mac = mb_substr($message, 0, $hs, '8bit');
$ciphertext = mb_substr($message, $hs, null, '8bit');
$calculated = hash_hmac(
self::HASH_ALGO,
$ciphertext,
$authKey,
true
);
if (!self::hashEquals($mac, $calculated)) {
throw new Exception('Encryption failure');
}
// Передать в UnsafeCrypto::decrypt
$plaintext = parent::decrypt($ciphertext, $encKey);
return $plaintext;
}
/**
* Разделяет ключ на два отдельных ключа: один для шифрования
* и другой для аутентификации
*
* @param string $masterKey (необработанный двоичный ключ)
* @return array (две необработанные двоичные строки)
*/
protected static function splitKeys($masterKey) {
// Вы действительно хотите реализовать HKDF!
return [
hash_hmac(self::HASH_ALGO, 'ENCRYPTION', $masterKey, true),
hash_hmac(self::HASH_ALGO, 'AUTHENTICATION', $masterKey, true)
];
}
/**
* Сравнение двух строк без утечки информации о времени.
*
* @param string $a
* @param string $b
* @ref https://paragonie.com/b/WS1DLx6BnpsdaVQW
* @return boolean
*/
protected static function hashEquals($a, $b) {
if (function_exists('hash_equals')) {
return hash_equals($a, $b);
}
$nonce = openssl_random_pseudo_bytes(32);
return hash_hmac(self::HASH_ALGO, $a, $nonce) === hash_hmac(self::HASH_ALGO, $b, $nonce);
}
}
Пример использования:
$message = 'Ready your ammunition; we attack at dawn.';
$key = hex2bin('000102030405060708090a0b0c0d0e0f101112131415161718191a1b1c1d1e1f');
$encrypted = SaferCrypto::encrypt($message, $key);
$decrypted = SaferCrypto::decrypt($encrypted, $key);
var_dump($encrypted, $decrypted);
Если кто-то захочет использовать эту библиотеку SaferCrypto в производственной среде или свою собственную реализацию тех же концепций, я настоятельно рекомендую обратиться за вторым мнением к вашим штатным криптографам. Они смогут рассказать вам об ошибках, о которых я, возможно, даже не знаю.
Ответ 2
Шифрование с помощью функции openssl_encrypt(). Функция openssl_encrypt обеспечивает безопасный и простой способ шифрования данных. В приведенном ниже сценарии мы используем метод шифрования AES128, но вы можете использовать другой метод шифрования в зависимости от того, что вы хотите зашифровать.
<?php
$message_to_encrypt = "Yoroshikune";
$secret_key = "my-secret-key";
$method = "aes128";
$iv_length = openssl_cipher_iv_length($method);
$iv = openssl_random_pseudo_bytes($iv_length);
$encrypted_message = openssl_encrypt($message_to_encrypt, $method, $secret_key, 0, $iv);
echo $encrypted_message;
?>
Вот объяснение используемых переменных:
message_to_encrypt : данные, которые вы хотите зашифровать secret_key : это ваш «пароль» для шифрования. Убедитесь, что вы не выбрали что-то слишком простое, и будьте осторожны, чтобы не поделиться своим секретным ключом с другими людьми
method : метод шифрования. Здесь мы выбрали AES128.
iv_length и iv : подготовка к шифрованию с использованием байтов
encrypted_message : переменная, содержащая ваше зашифрованное сообщение.
Расшифровка с помощью openssl_decrypt(). Теперь, когда вы зашифровали свои данные, вам может понадобиться расшифровать их, чтобы повторно использовать сообщение, которое вы сначала включили в переменную. Для этого мы воспользуемся функцией openssl_decrypt().
<?php
$message_to_encrypt = "Yoroshikune";
$secret_key = "my-secret-key";
$method = "aes128";
$iv_length = openssl_cipher_iv_length($method);
$iv = openssl_random_pseudo_bytes($iv_length);
$encrypted_message = openssl_encrypt($message_to_encrypt, $method, $secret_key, 0, $iv);
$decrypted_message = openssl_decrypt($encrypted_message, $method, $secret_key, 0, $iv);
echo $decrypted_message;
?>
Метод расшифровки, предлагаемый openssl_decrypt(), близок к openssl_encrypt().
Единственное отличие заключается в том, что вместо добавления $message_to_encrypt вам нужно будет добавить уже зашифрованное сообщение в качестве первого аргумента openssl_decrypt().
Ответ 3
PHP 7.2 полностью отказался от Mcrypt, и теперь шифрование основано на поддерживаемой библиотеке Libsodium. Все ваши потребности в шифровании могут быть в основном решены с помощью библиотеки Libsodium.
// компьютер Васи:
$msg = “Это пришло от Васи";
$signed_msg = sodium_crypto_sign($msg, $secret_sign_key);
// компьютер Пети:
$original_msg = sodium_crypto_sign_open($signed_msg, $alice_sign_publickey);
if ($original_msg === false) {
throw new Exception('Неверная сигнатура');
} else {
echo $original_msg; // Отображает «Это пришло от Васи».
}
Ответ 4
ВАЖНО: этот ответ действителен только для PHP 5, в PHP 7 используются встроенные криптографические функции.
Вот простая, но достаточно безопасная реализация:
AES-256 шифрование в режиме CBC.
PBKDF2 для создания ключа шифрования из обычного пароля.
HMAC для проверки подлинности зашифрованного сообщения.
Web
