非对称加密openssl协议在php7实践

      据网上资料，RSA加密算法是一种非对称加密算法。在公开密钥加密和电子商务中RSA被广泛使用。RSA是1977年由罗纳德·李维斯特（RON RIVEST）、阿迪·萨莫尔（ADI SHAMIR）和伦纳德·阿德曼（LEONARD ADLEMAN）一起提出的。当时他们三人都在麻省理工学院工作。RSA就是他们三人姓氏开头字母拼在一起组成的。

    工作中经常会出现对敏感数据加解密的需要，比如自己当前金融公司涉及到的用户交易数据，用户身份识别验证等。这里有关用户身份识别的用到了RSA加密算法。php这里用到了openss协议。

    非对称加密即是私钥加密需用公钥解密；公钥加密的需用私钥解密；公钥和私钥是成对出现，公钥可以派发给所用人，私钥只可服务端保留。

    下面是php实现的openssl加解密部分示例代码：

##服务器是centos7
##首先确定服务器是否安装openssl协议(未安装的请执行命令yum install -y openssl-devel):
[root@iz2vcf47jzvf8dxrapolf7z test]# openssl version
OpenSSL 1.0.2k-fips  26 Jan 2017
[root@iz2vcf47jzvf8dxrapolf7z test]#

#生成私钥文件rsa_private_key.pem文件
[root@iz2vcf47jzvf8dxrapolf7z test]# openssl genrsa -out rsa_private_key.pem 1024
Generating RSA private key, 1024 bit long modulus
..................................................++++++
........................................................................++++++
e is 65537 (0x10001)
##私钥转成pkcs8模式(文末附各模式说明)
[root@iz2vcf47jzvf8dxrapolf7z test]# openssl pkcs8 -topk8 -inform PEM -in rsa_private_key.pem -outform PEM -nocrypt -out private_key.pem
##打印私钥文件
[root@iz2vcf47jzvf8dxrapolf7z test]# cat rsa_private_key.pem
-----BEGIN RSA PRIVATE KEY-----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-----END RSA PRIVATE KEY-----

 ##根据私钥得到相应的公钥
 [root@iz2vcf47jzvf8dxrapolf7z test]# openssl rsa -in rsa_private_key.pem -pubout -out rsa_public_key.pem
 writing RSA key
 [root@iz2vcf47jzvf8dxrapolf7z test]# cat rsa_public_key.pem
 -----BEGIN PUBLIC KEY-----
 MIGfMA0GCSqGSIb3DQEBAQUAA4GNADCBiQKBgQCh13gUKZWQlx7cuYQvY1A6JuJj
 ArMax8yHcTrtcL+kpa5Cg6mD609QNiTacuJxmh7Q/w+1Lw/cuWN0Q7s3s4WzJET6
 YCi3fH4zqVmpqWIcKWC/hE3pVV3lJsBvMpoz2bFn1eRwVtmSp4dVAqe542YvbZ13
 VGheEvkKi5uqWyhY1wIDAQAB
 -----END PUBLIC KEY-----

##新建openssl.php
[root@iz2vcf47jzvf8dxrapolf7z test]# cat openssl.php

<?php
/**
 * 私钥加密/公钥解密
 *
 * @param $str string 待加解密字符串
 * @param $isEncrypt boolean
 * return string|null
 */
 function opensslPrivateEncrypt($str, $isEncrypt = true)
 {

　　if($isEncrypt){
　　　　$privateKey = file_get_contents('./rsa_private_key.pem');
　　　　$privateKey = openssl_pkey_get_private($privateKey);

　　　　return openssl_private_encrypt($str, $encryptedStr, $privateKey)
　　　　　　? base64_encode($encryptedStr) : null;
　　}else{
　　　　$publicKey = file_get_contents('./rsa_public_key.pem');
　　　　$publicKey = openssl_pkey_get_public($publicKey);

　　　　return (openssl_public_decrypt(base64_decode($str), $decryptedStr, $publicKey))
　　　　? $decryptedStr : null;
　　}
}

/**
 * 公钥加密/私钥解密
 *
 * @param $str string 待加解密字符串
 * @param $isEncrypt boolean
 * return string|null
 */
function opensslPublicEncrypt($str , $isEncrypt = true)
{

　　if($isEncrypt){
　　　　$publicKey = file_get_contents('./rsa_public_key.pem');
　　　　$publicKey = openssl_pkey_get_public($publicKey);

　　　　return openssl_public_encrypt($str, $encryptedStr, $publicKey)
　　　　　　? base64_encode($encryptedStr) : null;
　　}else{
　　　　$privateKey = file_get_contents('./rsa_private_key.pem');
　　　　$privateKey = openssl_pkey_get_private($privateKey);

　　　　return (openssl_private_decrypt(base64_decode($str), $decryptedStr, $privateKey))
　　　　　　? $decryptedStr : null;
　　}
}

$config = array();
$config['title'] = 'PHP is the best program language.';
$config['comment'] = 'PHPERS are great people.';

$privateEncrypt = opensslPrivateEncrypt(json_encode($config));
echo("##privateEncrypt is:" . PHP_EOL);
echo($privateEncrypt . PHP_EOL);
$privateDecrypt = opensslPrivateEncrypt($privateEncrypt, false);
echo("##privateDecrypt is:" . PHP_EOL);
echo($privateDecrypt . PHP_EOL);

$publicEncrypt = opensslPublicEncrypt(json_encode($config));
echo("##publicEncrypt is:" . PHP_EOL);
echo($publicEncrypt . PHP_EOL);
$publicDecrypt = opensslPublicEncrypt($publicEncrypt, false);
echo("##publicDecrypt is:" . PHP_EOL);
echo($publicDecrypt . PHP_EOL);

##执行脚本
[root@iz2vcf47jzvf8dxrapolf7z test]# php openssl.php
##privateEncrypt is:
mLrLIAwbwlE69Yj5/lnNw1t8qSjhnFa+96s/kSMYweAn/HEsV7jfVAJ6mn/FY2DRRWkKeOnguUYsRcFTBcS1ieG7UtqbUAASXA5dwVgtTrFoDcDhHMl7p90+dIO8n+vMoBx1kkUegpvtH03y3MgUVSj/BLkLE8jrFXyjGufIcv0=
##privateDecrypt is:
{"title":"PHP is the best program language.","comment":"PHPERS are great people."}
##publicEncrypt is:
NW2k5m2pKrZmEMSHXiK7mfyC+yDjH1+b6TrEMPv+ywBfsUlo2P8eWwcXOQxvsV4UG87a1S4Xa2QySntdEwhpYoim97457ODVVCb6jx+cqqdWJ1wlLS+gx7FJxw7Z0kMPmCm5iMcQwWPK+UzF+dpc/gJFa9uGAAmYczUumOauAx0=
##publicDecrypt is:
{"title":"PHP is the best program language.","comment":"PHPERS are great people."}

pkcs标准：

PKCS标准汇总
	版本	名称	简介
PKCS #1	2.1	RSA密码编译标准（RSA Cryptography Standard）	定义了RSA的数理基础、公/私钥格式，以及加/解密、签/验章的流程。1.5版本曾经遭到攻击。
PKCS #2	-	撤销	原本是用以规范RSA加密摘要的转换方式，现已被纳入PKCS#1之中。
PKCS #3	1.4	DH密钥协议标准（Diffie-Hellman key agreement Standard）	规范以DH密钥协议为基础的密钥协议标准。其功能，可以让两方通过金议协议，拟定一把会议密钥(Session key)。
PKCS #4	-	撤销	原本用以规范转换RSA密钥的流程。已被纳入PKCS#1之中。
PKCS #5	2.0	密码基植加密标准（Password-based Encryption Standard）	参见RFC 2898与PBKDF2。
PKCS #6	1.5	证书扩展语法标准（Extended-Certificate Syntax Standard）	将原本X.509的证书格式标准加以扩充。
PKCS #7	1.5	密码消息语法标准（Cryptographic Message Syntax Standard）	参见RFC 2315。规范了以公开密钥基础设施（PKI）所产生之签名/密文之格式。其目的一样是为了拓展数字证书的应用。其中，包含了S/MIME与CMS。
PKCS #8	1.2	私钥消息表示标准（Private-Key Information Syntax Standard）.	Apache读取证书私钥的标准。
PKCS #9	2.0	选择属性格式（Selected Attribute Types）	定义PKCS#6、7、8、10的选择属性格式。
PKCS #10	1.7	证书申请标准（Certification Request Standard）	参见RFC 2986。规范了向证书中心申请证书之CSR（certificate signing request）的格式。
PKCS #11	2.20	密码设备标准接口（Cryptographic Token Interface (Cryptoki)）	定义了密码设备的应用程序接口（API）之规格。
PKCS #12	1.0	个人消息交换标准（Personal Information Exchange Syntax Standard）	定义了包含私钥与公钥证书（public key certificate）的文件格式。私钥采密码(password)保护。常见的PFX就履行了PKCS#12。
PKCS #13	–	椭圆曲线密码学标准（Elliptic curve cryptography Standard）	制定中。规范以椭圆曲线密码学为基础所发展之密码技术应用。椭圆曲线密码学是新的密码学技术，其强度与效率皆比现行以指数运算为基础之密码学算法来的优秀。然而，该算法的应用尚不普及。
PKCS #14	–	拟随机数产生器标准（Pseudo-random Number Generation）	制定中。规范拟随机数产生器的使用与设计。
PKCS #15	1.1	密码设备消息格式标准（Cryptographic Token Information Format Standard）	定义了密码设备内部数据的组织结构。