天天看點

參考https加解密思路 實作自己網絡請求資料傳輸的安全性,一緻性,防篡改。(對稱加密+非對稱加密)

首先說明一下對稱加密和非對稱加密的概念。

對稱加密:

采用單鑰密碼系統的加密方法,同一個密鑰可以同時用作資訊的加密和解密,這種加密方法稱為對稱加密,也稱為單密鑰加密。

非對稱加密:

非對稱加密算法需要兩個密鑰:公開密鑰(publickey:簡稱公鑰)和私有密鑰(privatekey:簡稱私鑰)。公鑰與私鑰是一對,如果用公鑰對資料進行加密,隻有用對應的私鑰才能解密。因為加密和解密使用的是兩個不同的密鑰,是以這種算法叫作非對稱加密算法。

對稱加密的特點:

  1. 對稱加密算法的優點是算法公開、計算量小、加密速度快、加密效率高。
  2. 但是對稱加密算法的缺點是在資料傳送前,發送方和接收方必須商定好秘鑰,然後使雙方都能儲存好秘鑰。
  3. 萬一其中一方洩露秘鑰,安全性則無法保證;
  4. 如果為了提高安全性引入大量秘鑰,又會使秘鑰管理會變得龐大且複雜。

非對稱加密的特點:

  1. 算法強度複雜,解密難度大,安全性有保障;
  2. 加密解密速度沒有對稱加密解密的速度快。

帶來的思考

将對稱加密和非對稱加密的優點加以整合,參考了https加解密的實作思路,我們自己封裝實作SSL(Secure Scoket Layer 安全套接層)。

具體實作思路如下:

APP端發起請求和服務端傳回資料加密:

1, 随機生成一個15位由數字字母組成的字元串作為本次請求的AES128密鑰

2,使用上述密鑰對本次請求的參數進行AES128加密,得到請求參數密文

3,使用前後端約定的RSA公鑰對1中的密鑰加密

4,把上述23的密文當參數,發起請求

參數明文
{
 key : miwenKey,
 data : miwenData
}

實際請求
{
 data : “上述json進行base64編碼後的字元串”
}
           

我的示例代碼是PHP,其他語言可以參考我的實作思路:

業務代碼封裝

  1. 服務端傳回資料代碼:
public function myMessage($data, $status = "success")
{
    $aes = new AesSecurity(); //對稱加密
    $rsa = new RsaService(); //非對稱加密

    //1,随機生成一個多位由數字字母組成的字元串作為本次請求的AES128密鑰 16位
    $aes_key = randomkeys(16);
    //2. 使用上述密鑰對本次請求的參數進行AES128加密,得到請求參數密文,得到密文miwenData
    $miwenData = $aes::encrypt(json_encode($data),$aes_key);
    //3. 使用前後端約定的RSA公鑰對1中的密鑰加密,得到miwenKey
    $miwenKey = $rsa->publicEncrypt($aes_key);
    //4. base64轉碼
    $data = base64_encode(json_encode([
        'key'=>$miwenKey,
        'data'=>$miwenData,
    ]));

    return Response::json($data,$this->getStatusCode(),$header=[]);
}
           
  1. 服務端解析資料代碼:
public function aesData(BaseFormRequest $request)
{
    //解密資料
    $data = $request->post('data','');
    $data = json_decode(base64_decode($data),true);

    $key = $data['key'];
    $data = $data['data'];

    $aes = new AesSecurity(); //對稱加密
    $rsa = new RsaService(); //非對稱加密
    //1.使用前後端約定的RSA私鑰key解密,得到miwenKey(因為用戶端使用公鑰加密,是以服務端使用公鑰解密)
    $miwenKey = $rsa->privateDecrypt($key);
    //2.使用上述miwenKey對本次請求的data參數進行AES128解密,得到請求參數密文miwenData
    $miwenData = $aes::decrypt($data,$miwenKey);
    //3.将json字元串轉成數組
    $data = json_decode($miwenData,true);

    //todo 打開時間戳校驗
    $time = $data['time'];
    //超過30秒校驗失敗不允許繼續操作
    if ($time<time()-30){
        throw new Exception('通路逾時,不允許操作');
    }

    return $data;
}
           

業務層controller中獲得解析後的參數

public function create(LoginRequest $request)
{
    //解密資料
    $data = $request->aesData($request);

    $name = $data['name'];
    $password = $data['password'];

     .
    .
    .
}
           

工具類:

  1. AES對稱加密
<?php
/**
 * [AesSecurity aes加密,支援PHP7.1]
 */
class AesSecurity
{
    /**
     * [encrypt aes加密]
     * @param [type]     $input [要加密的資料]
     * @param [type]     $key [加密key]
     * @return [type]       [加密後的資料]
     */
    public static function encrypt($input, $key)
    {
        $data = openssl_encrypt($input, 'AES-128-ECB', $key, OPENSSL_RAW_DATA);
        $data = base64_encode($data);
        return $data;
    }
    /**
     * [decrypt aes解密]
     * @param [type]     $sStr [要解密的資料]
     * @param [type]     $sKey [加密key]
     * @return [type]       [解密後的資料]
     */
    public static function decrypt($sStr, $sKey)
    {
        $decrypted = openssl_decrypt(base64_decode($sStr), 'AES-128-ECB', $sKey, OPENSSL_RAW_DATA);
        return $decrypted;
    }
}
           

生成RSA秘鑰參考連結

  1. RSA非對稱加密核心代碼:
<?php

namespace App\Services;

use Exception;

class RsaService
{
    /**
     * 公鑰
     * @var
     */
    protected $public_key;


    /**
     * 私鑰
     * @var
     */
    protected $private_key;


    /**
     * 公鑰檔案路徑
     * @var
     */
    protected $public_key_path = '../keys/rsa_public_key.pub';


    /**
     * 采用pkcs8隻是為了友善程式解析
     * 私鑰檔案路徑
     * @var
     */
    protected $private_key_path = '../keys/rsa_private_key_pkcs8.pem';


    /**
     * 初始化配置
     * RsaService constructor.
     * @param bool $type 預設私鑰加密
     */
    public function __construct($type = true)
    {
//        if ($type) {
            $this->private_key = $this->getPrivateKey();
//        } else {
            $this->public_key = $this->getPublicKey();
//        }
    }


    /**
     * 配置私鑰
     * openssl_pkey_get_private這個函數可用來判斷私鑰是否是可用的,可用,傳回資源
     * @return bool|resource
     */
    private function getPrivateKey()
    {
        $original_private_key = file_get_contents(__DIR__ . '/../' . $this->private_key_path);
        return openssl_pkey_get_private($original_private_key);
    }


    /**
     * 配置公鑰
     * openssl_pkey_get_public這個函數可用來判斷私鑰是否是可用的,可用,傳回資源
     * @return resource
     */
    public function getPublicKey()
    {
        $original_public_key = file_get_contents(__DIR__ . '/../' . $this->public_key_path);
        return openssl_pkey_get_public($original_public_key);
    }


    /**
     * 私鑰加密
     * @param $data
     * @param bool $serialize 是為了不管你傳的是字元串還是數組,都能轉成字元串
     * @return string
     * @throws \Exception
     */
    public function privateEncrypt($data, $serialize = true)
    {

        $data = substr($data,0,30);
        openssl_private_encrypt(
            $serialize ? serialize($data) : $data,
            $encrypted, $this->private_key
        );
        if ($encrypted === false) {
            throw new \Exception('Could not encrypt the data.');
        }
        return base64_encode($encrypted);
    }


    /**
     * 私鑰解密
     * @param $data
     * @param bool $unserialize
     * @return mixed
     * @throws \Exception
     */
    public function privateDecrypt($data, $unserialize = true)
    {
        openssl_private_decrypt(base64_decode($data),$decrypted, $this->private_key);

        if ($decrypted === false) {
            throw new \Exception('Could not decrypt the data.');
        }

        return $unserialize ? unserialize($decrypted) : $decrypted;
    }


    /**
     * 公鑰加密
     * @param $data
     * @param bool $serialize 是為了不管你傳的是字元串還是數組,都能轉成字元串
     * @return string
     * @throws \Exception
     */
    public function publicEncrypt($data, $serialize = true)
    {
        openssl_public_encrypt(
            $serialize ? serialize($data) : $data,
            $encrypted, $this->public_key
        );
        if ($encrypted === false) {
            throw new \Exception('Could not encrypt the data.');
        }

        return base64_encode($encrypted);
    }


    /**
     * 公鑰解密
     * @param $data
     * @param bool $unserialize
     * @return mixed
     * @throws \Exception
     */
    public function publicDecrypt($data, $unserialize = true)
    {
        openssl_public_decrypt(base64_decode($data),$decrypted, $this->public_key);

        if ($decrypted === false) {
            throw new \Exception('Could not decrypt the data.');
        }

        return $unserialize ? unserialize($decrypted) : $decrypted;
    }
}
           

RSA非對稱加密的算法示例

生成秘鑰的代碼

// 第一步:生成私鑰,這裡我們指定私鑰的長度為1024, 長度越長,加解密消耗的時間越長
openssl genrsa -out rsa_private_key.pem 1024

// 第二步:根據私鑰生成對應的公鑰
openssl rsa -in rsa_private_key.pem -pubout -out rsa_public_key.pub

// 第三步:私鑰轉化成pkcs8格式,【這一步非必須,隻是程式解析起來友善】
openssl pkcs8 -topk8 -inform PEM -in rsa_private_key.pem -outform PEM -nocrypt -out rsa_private_key_pkcs8.pem