简单理解rsa的加密和签名PHP实现

我们先动手在`linux`上生成一下`rsa`

Ps&＃xff1a;openssl是一堆加密算法和安全协议的开源集合,像RSA,DES,MD5,RC4等等,都能在openssl里面找到源代码.

用openssl指定生成test.key文件&＃xff0c;其中包含公钥&＃43;私钥&＃xff0c;1024为生成密钥长度

tb&＃64;tb:~/mimi$ openssl genrsa -out test.key 1024 Generating RSA private key, 1024 bit long modulus .&＃43;&＃43;&＃43;&＃43;&＃43;&＃43; ....................................................&＃43;&＃43;&＃43;&＃43;&＃43;&＃43; e is 65537 (0x10001)

可以简单查看下&＃xff0c;注意这里包括私钥&＃43;公钥

vim test.key -----BEGIN RSA PRIVATE KEY----- MIICXQIBAAKBgQCpS7mxdU6svbDcs10qbq9f9t5D4yfqC1jLmZD3GDD4D/8TbNkf vcYDvde6nyPRSxrnzl9YmZhJKlP2iCIwdwwmW6yulXZyvPurfN/1AJt4JYDxnN/q u1bSG5DZMribLsR2dlfA5J0D6lQ7g40eSgp4D6UWy8ezLy6UWFQCrnUHEQIDAQAB AoGAQCQeoKtvOWdNIPEb9T2mWFdx8oqXzsapx8nQ8K1LsFBvNe7hfHMsGLLOjzhI G7223eiEm07mMaJF2XvOaEpSYX/qQ1LZRSdBrzCec1lcDbB95dcRg9NmgBuCpUxE 3SGYm3VB8rurfsrRUUYoIbjWz8qyuIGdMbaNkHG/CpnUYpkCQQDfWYDYtQ3DxCt&＃43; JBoLfuCykk8&＃43;nIV12CIYb023naoR2s/aQQRk9BkGCkDrdOAgZAN3BGOHYseKAfTP nARDzfiDAkEAwgtYfgCDTOfW5/kJK1lZO21CdCCZnePwGYmWDLPzNiJIn8k0U6Ig 9GmxG&＃43;0GKzY71XO8W3Nh18ilZbX9dYel2wJASQ&＃43;AJGNlc0pyZ7rrgiMo4YEWxwZw adIfpRqTs6KxhVGseFqYU2W94cns3pjG0BGnSIF5BUp8t1pYeKkyg/OWfQJBAK1w mq41IycQaoR5kfqPKDT32dgWc3gvDqKk2duM1KzkQ&＃43;meXAkM90u/VLDTURo6pYyK oCdVoHTRQRUCcAQnNNUCQQCO/zDRaY&＃43;5ssjPqj77eJqWfAhtbSDRRw&＃43;NurmUSas1 FT1cD5nil&＃43;uT48bIRoC5nk/XWfvAvMg/Yw5bslGUNx7f -----END RSA PRIVATE KEY-----

~
通过下面命令生成公钥出来

tb&＃64;tb:~/mimi$ openssl rsa -in test.key -pubout -out test_pub.key writing RSA key

此时我们有公钥test_pub.key和公钥&＃43;私钥test.key

tb&＃64;tb:~/mimi$ ls test.key test_pub.key

可以查看下公钥&＃xff0c;短了点

tb&＃64;tb:~/mimi$ vim test_pub.key -----BEGIN PUBLIC KEY----- MIGfMA0GCSqGSIb3DQEBAQUAA4GNADCBiQKBgQCpS7mxdU6svbDcs10qbq9f9t5D 4yfqC1jLmZD3GDD4D/8TbNkfvcYDvde6nyPRSxrnzl9YmZhJKlP2iCIwdwwmW6yu lXZyvPurfN/1AJt4JYDxnN/qu1bSG5DZMribLsR2dlfA5J0D6lQ7g40eSgp4D6UW y8ezLy6UWFQCrnUHEQIDAQAB -----END PUBLIC KEY----- tb&＃64;tb:~/mimi$

我们为了测试&＃xff0c;新建了一个`demo.php`

tb&＃64;tb:~/mimi$ cat demo.php tb&＃64;tb:~/mimi$

我们加密下demo.php,-in指定加密文件&＃xff0c;-inkey 指定密钥&＃xff0c;-pubin 意思用公钥加密-out输出文件

tb&＃64;tb:~/mimi$ openssl rsautl -encrypt -in demo.php -inkey test_pub.key -pubin -out demo.en tb&＃64;tb:~/mimi$ ls demo.en demo.php test.key test_pub.key

我们看加密后的demo.php&＃xff0c;完全看不懂。。看来加密成功。

tb&＃64;tb:~/mimi$ cat demo.en z0?!1I&＃xffe0;&＃43;i2?Y? 縏,°?¨IB?}?¤9§???stBI??]〢sk膷j-???1日T-′.)J?qz&＃43;{°Qˉ3tb&＃64;tb:~/mimi$

然后我们需要把加密后的demo.php解密回来&＃xff0c;-inkey指定解密文件&＃xff0c;

tb&＃64;tb:~/mimi$ openssl rsautl -decrypt -in demo.en -inkey test.key -out demo.cn

下面的demo.cn就是解密后的文件&＃xff0c;

tb&＃64;tb:~/mimi$ ls demo.cn demo.php test_pub.key demo.en test.key tb&＃64;tb:~/mimi$ cat demo.cn tb&＃64;tb:~/mimi$

应用&＃xff1a;

一、服务端/移动端&＃xff08;ios,android&＃xff09;加密&＃xff1a;流程

1、生成rsa公钥&＃xff0c;私钥 2、移动端保留私钥&＃xff0c;通过http将公钥传输给服务端&＃xff08;如http&＃xff0c;需要base64_e(d)ncode函数对&＃xff0c;因为会有特殊字符&＃xff09; 3、服务端接受公钥后&＃xff0c;用公钥把对称加密aes的key加密&＃xff0c; 4、服务端把需要给移动端的数据data用对称加密算法aes 加密 5、服务端把加密的data和加密的aes key给移动端 6、移动端通过私钥把服务端用公钥加密的key解密&＃xff0c;然后用aes解密data数据

但是这个怎么交互&＃xff0c;怎么识别&＃xff0c;包括怎么不影响传输效率&＃xff0c;最小减轻服务器压力。本人还没有概念。。不知道支付宝啥的怎么做的。希望大神指教

二、验证签名

1
发送方用一个hash算法对数据生成数据的摘要&＃xff0c;然后用私钥对摘要进行签名&＃xff0c;将此摘要和整体数据给接收方。接收方收到摘要和整体数据&＃xff0c;用公钥解密&＃xff0c;得到摘要。到此只能证明消息确实由发送方发出&＃xff0c;但是怎么确定中途有没有被篡改呢&＃xff1f;

2
接收方在对消息进行文件hash&＃xff0c;生成摘要&＃xff0c;如果接收方生成的摘要和用公钥解密后的摘要相等。那么就证明了文件确实为发送方发送&＃xff0c;而且没有被篡改。

3
简而言之&＃xff1a;
一-->公钥加密&＃xff0c;私钥解密。
二-->私钥签名&＃xff0c;公钥验证。

EXAMPLE WITH PHP

MIICXQIBAAKBgQCpS7mxdU6svbDcs10qbq9f9t5D4yfqC1jLmZD3GDD4D/8TbNkf vcYDvde6nyPRSxrnzl9YmZhJKlP2iCIwdwwmW6yulXZyvPurfN/1AJt4JYDxnN/q u1bSG5DZMribLsR2dlfA5J0D6lQ7g40eSgp4D6UWy8ezLy6UWFQCrnUHEQIDAQAB AoGAQCQeoKtvOWdNIPEb9T2mWFdx8oqXzsapx8nQ8K1LsFBvNe7hfHMsGLLOjzhI G7223eiEm07mMaJF2XvOaEpSYX/qQ1LZRSdBrzCec1lcDbB95dcRg9NmgBuCpUxE 3SGYm3VB8rurfsrRUUYoIbjWz8qyuIGdMbaNkHG/CpnUYpkCQQDfWYDYtQ3DxCt&＃43; JBoLfuCykk8&＃43;nIV12CIYb023naoR2s/aQQRk9BkGCkDrdOAgZAN3BGOHYseKAfTP nARDzfiDAkEAwgtYfgCDTOfW5/kJK1lZO21CdCCZnePwGYmWDLPzNiJIn8k0U6Ig 9GmxG&＃43;0GKzY71XO8W3Nh18ilZbX9dYel2wJASQ&＃43;AJGNlc0pyZ7rrgiMo4YEWxwZw adIfpRqTs6KxhVGseFqYU2W94cns3pjG0BGnSIF5BUp8t1pYeKkyg/OWfQJBAK1w mq41IycQaoR5kfqPKDT32dgWc3gvDqKk2duM1KzkQ&＃43;meXAkM90u/VLDTURo6pYyK oCdVoHTRQRUCcAQnNNUCQQCO/zDRaY&＃43;5ssjPqj77eJqWfAhtbSDRRw&＃43;NurmUSas1 FT1cD5nil&＃43;uT48bIRoC5nk/XWfvAvMg/Yw5bslGUNx7f -----END RSA PRIVATE KEY-----";$public_key &＃61; "-----BEGIN PUBLIC KEY----- MIGfMA0GCSqGSIb3DQEBAQUAA4GNADCBiQKBgQCpS7mxdU6svbDcs10qbq9f9t5D 4yfqC1jLmZD3GDD4D/8TbNkfvcYDvde6nyPRSxrnzl9YmZhJKlP2iCIwdwwmW6yu lXZyvPurfN/1AJt4JYDxnN/qu1bSG5DZMribLsR2dlfA5J0D6lQ7g40eSgp4D6UW y8ezLy6UWFQCrnUHEQIDAQAB -----END PUBLIC KEY-----";//获取所有支持算法&＃xff0c;cipher 就是密码&＃xff0c;算法计算的意思 $methods&＃61;openssl_get_cipher_methods();// var_dump($methods);$data&＃61;"原始数据为: 用私钥加密origin data1"; $method&＃61;"AES-128-CBC";//通过私钥加密&＃xff0c;生成$crypted; openssl_private_encrypt($data, $crypted, $private_key);// 由于php 进行openssl_public_encrypt 加密后返回的是二进制数据&＃xff0c;需要对其返回的加密后的数据进行二进制16进制编码base64_encode才可以显示&＃xff0c;$crypted为加密后的串 $crypted&＃61;base64_encode($crypted);echo "私钥加密后的结果为:".$crypted."\n";//相应的&＃xff1a;加密后生产的16进制加密字符串需要进行base64_decode进行解密后在进行openssl_private_decrypt $crypted&＃61;base64_decode($crypted);openssl_public_decrypt($crypted, $decrypted , $public_key);echo "用公钥解密的结果为".($decrypted)."\n"; echo"&＃61;&＃61;&＃61;&＃61;&＃61;&＃61;&＃61;&＃61;&＃61;&＃61;&＃61;&＃61;&＃61;&＃61;&＃61;&＃61;&＃61;&＃61;&＃61;我是分割线&＃61;&＃61;&＃61;&＃61;&＃61;&＃61;&＃61;&＃61;&＃61;&＃61;&＃61;&＃61;&＃61;&＃61;\n"; $data&＃61;"用公钥加密origin data2\n"; $method&＃61;"AES-128-CBC";//通过公钥加密&＃xff0c;生成$crypted; openssl_public_encrypt($data, $crypted, $public_key);// 由于php 进行openssl_public_encrypt 加密后返回的是二进制数据&＃xff0c;需要对其返回的加密后的数据进行二进制16进制编码base64_encode才可以显示&＃xff0c;$crypted为加密后的串 $crypted&＃61;base64_encode($crypted);echo "公钥加密后的结果为:".$crypted."\n";//相应的&＃xff1a;加密后生产的16进制加密字符串需要进行base64_decode进行解密后在进行openssl_private_decrypt $crypted&＃61;base64_decode($crypted);openssl_private_decrypt($crypted, $decrypted , $private_key);echo "用私钥解密的结果为".($decrypted)."\n";

大php执行结果:

图片描述

HELP

不知道具体参数有哪些&＃xff0c;可以这样简单看一下。
openssl rsa --h
unknown option --h
rsa [options] outfile
where options are
-inform arg input format - one of DER NET PEM
-outform arg output format - one of DER NET PEM
-in arg input file
-sgckey Use IIS SGC key format
-passin arg input file pass phrase source
-out arg output file
-passout arg output file pass phrase source
-des encrypt PEM output with cbc des
-des3 encrypt PEM output with ede cbc des using 168 bit key
-seed encrypt PEM output with cbc seed
-aes128, -aes192, -aes256 encrypt PEM output with cbc aes
-camellia128, -camellia192, -camellia256 encrypt PEM output with cbc camellia
-text print the key in text
-noout don&＃39;t print key out
-modulus print the RSA key modulus
-check verify key consistency
-pubin expect a public key in input file
-pubout output a public key
-engine e use engine e, possibly a hardware device.

2018-02-26补充

服务端生成一对非对称加密key ServerPublicKey ServerPrivateKey
app端编码中写入服务端告知的 ServerPublicKey&＃xff0c;同时app端可以自己生成一对 AppPublicKey 和 AppPrivateKey
app1第一次请求服务端时&＃xff0c;app端用ServerPublicKey 加密对称加密aes的 keyRandom (可每端一样&＃xff0c;也可以完全随机。以下称为aeskey)
&＃xff0c;app1的硬件uuid&＃xff0c;app1的publickey&＃xff08;需要base64&＃xff09; &＃xff0c;以及额外的此次消息的datamsg等自定义字段。
app2第一次请求服务端时&＃xff0c;app端用ServerPublicKey 加密对称加密aes的 keyRandom (可每端一样&＃xff0c;也可以完全随机。以下称为aeskey)&＃xff0c;app2的硬件uuid&＃xff0c;app2的publickey&＃xff08;需要base64&＃xff09; &＃xff0c;以及额外的此次消息的datamsg等自定义字段。
服务端收到app各端的请求&＃xff0c;用ServerPrivateKey可以解开每个端的app1&＃xff0c;app2的
aeskey,以及每个app的uuid&＃xff0c;AppPublicKey&＃xff0c;可以存储再以下表中为以后验证&＃xff08;保证每个uuid的key是一样的&＃xff0c;如果不同就异常错误&＃xff09;及作弊统计黑名单等工作

appuuid AppPublicKey aeskeyxxoo asdfasd&＃xff01;#&＃64; rrrrddeef ujoi&＃xff01;&＃64;#&＃xff01;&＃64;&＃xffe5; rrrr

至此第一次aeskey算是握手部分完成。这样的好处是只有反编译之后&＃xff0c;才能拿到ServerPublicKey。

6.下次app再向服务端发送请求&＃xff0c;将数据用约定好的&＃xff08;当然用以下5&＃xff0c;6的步骤可以随机生成&＃xff09;aeskey加密&＃xff0c;。

7.服务端用步骤4中的已知aeskey解密app端的发送过来的数据后&＃xff0c;再用同样的aes可以解开即可。

8.另外服务端主动推送的时候&＃xff0c;也可以用那个共有的aeskey加密后推送数据

如果要做到更好&＃xff08;有必要吗&＃xff09;&＃xff1a;
从第5步应该这样&＃xff1a;

5.客户端传递三个自定义字段&＃xff1a;一个为用ServerPublicKey 加密的aeskey&＃xff0c;另一个为uuid&＃xff0c;另外为真正的data

6&＃xff0c;服务端用ServerPrivateKey可以解开uuid&＃xff0c;然后去数据库中查到到每个uuid对应的不同aeskey&＃xff0c;然后用这个数据aes去加密数据

另外如果需要验证一致性仍然可以用hash签名。