这篇文章主要介绍了PHP实现AES256加密算法,包括了对应的类文件及演示demo实例,并附带另一个PHP mcrypt加密实例供大家参考借鉴,需要的朋友可以参考下

本文实例讲述了PHP实现AES256加密算法的方法，是较为常见的一种加密算法。分享给大家供大家参考。具体如下：

aes.class.php文件如下：

1. <?php  
2. /* - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - */ 
3. /* AES implementation in PHP (c) Chris Veness 2005-2011. Right of free use is granted for all  */ 
4. /*  commercial or non-commercial use under CC-BY licence. No warranty of any form is offered.  */ 
5. /* - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - */ 
6.     
7. class Aes {  
8.     
9.  /**  
10.   * AES Cipher function: encrypt 'input' with Rijndael algorithm  
11.   *  
12.   * @param input message as byte-array (16 bytes)  
13.   * @param w   key schedule as 2D byte-array (Nr+1 x Nb bytes) -  
14.   *       generated from the cipher key by keyExpansion()  
15.   * @return   ciphertext as byte-array (16 bytes)  
16.   */ 
17.  public static function cipher($input, $w) {  // main cipher function [§5.1]  
18.   $Nb = 4;         // block size (in words): no of columns in state (fixed at 4 for AES)  
19.   $Nr = count($w)/$Nb - 1; // no of rounds: 10/12/14 for 128/192/256-bit keys  
20.     
21.   $state = array(); // initialise 4xNb byte-array 'state' with input [§3.4]  
22.   for ($i=0; $i<4*$Nb; $i++) $state[$i%4][floor($i/4)] = $input[$i];  
23.     
24.   $state = self::addRoundKey($state, $w, 0, $Nb);  
25.     
26.   for ($round=1; $round<$Nr; $round++) { // apply Nr rounds  
27.    $state = self::subBytes($state, $Nb);  
28.    $state = self::shiftRows($state, $Nb);  
29.    $state = self::mixColumns($state, $Nb);  
30.    $state = self::addRoundKey($state, $w, $round, $Nb);  
31.   }  
32.     
33.   $state = self::subBytes($state, $Nb);  
34.   $state = self::shiftRows($state, $Nb);  
35.   $state = self::addRoundKey($state, $w, $Nr, $Nb);  
36.     
37.   $output = array(4*$Nb); // convert state to 1-d array before returning [§3.4]  
38.   for ($i=0; $i<4*$Nb; $i++) $output[$i] = $state[$i%4][floor($i/4)];  
39.   return $output;  
40.  }  
41.     
42.     
43.  private static function addRoundKey($state, $w, $rnd, $Nb) { // xor Round Key into state S [§5.1.4]  
44.   for ($r=0; $r<4; $r++) {  
45.    for ($c=0; $c<$Nb; $c++) $state[$r][$c] ^= $w[$rnd*4+$c][$r];  
46.   }  
47.   return $state;  
48.  }  
49.     
50.  private static function subBytes($s, $Nb) {  // apply SBox to state S [§5.1.1]  
51.   for ($r=0; $r<4; $r++) {  
52.    for ($c=0; $c<$Nb; $c++) $s[$r][$c] = self::$sBox[$s[$r][$c]];  
53.   }  
54.   return $s;  
55.  }  
56.     
57.  private static function shiftRows($s, $Nb) {  // shift row r of state S left by r bytes [§5.1.2]  
58.   $t = array(4);  
59.   for ($r=1; $r<4; $r++) {  
60.    for ($c=0; $c<4; $c++) $t[$c] = $s[$r][($c+$r)%$Nb]; // shift into temp copy  
61.    for ($c=0; $c<4; $c++) $s[$r][$c] = $t[$c];      // and copy back  
62.   }     // note that this will work for Nb=4,5,6, but not 7,8 (always 4 for AES):  
63.   return $s; // see fp.gladman.plus.com/cryptography_technology/rijndael/aes.spec.311.pdf   
64.  }  
65.     
66.  private static function mixColumns($s, $Nb) {  // combine bytes of each col of state S [§5.1.3]  
67.   for ($c=0; $c<4; $c++) {  
68.    $a = array(4); // 'a' is a copy of the current column from 's'  
69.    $b = array(4); // 'b' is a•{02} in GF(2^8)  
70.    for ($i=0; $i<4; $i++) {  
71.     $a[$i] = $s[$i][$c];  
72.     $b[$i] = $s[$i][$c]&0x80 ? $s[$i][$c]<<1 ^ 0x011b : $s[$i][$c]<<1;  
73.    }  
74.    // a[n] ^ b[n] is a•{03} in GF(2^8)  
75.    $s[0][$c] = $b[0] ^ $a[1] ^ $b[1] ^ $a[2] ^ $a[3]; // 2*a0 + 3*a1 + a2 + a3  
76.    $s[1][$c] = $a[0] ^ $b[1] ^ $a[2] ^ $b[2] ^ $a[3]; // a0 * 2*a1 + 3*a2 + a3  
77.    $s[2][$c] = $a[0] ^ $a[1] ^ $b[2] ^ $a[3] ^ $b[3]; // a0 + a1 + 2*a2 + 3*a3  
78.    $s[3][$c] = $a[0] ^ $b[0] ^ $a[1] ^ $a[2] ^ $b[3]; // 3*a0 + a1 + a2 + 2*a3  
79.   }  
80.   return $s;  
81.  }  
82.     
83.  /**  
84.   * Key expansion for Rijndael cipher(): performs key expansion on cipher key  
85.   * to generate a key schedule  
86.   *  
87.   * @param key cipher key byte-array (16 bytes)  
88.   * @return  key schedule as 2D byte-array (Nr+1 x Nb bytes)  
89.   */ 
90.  public static function keyExpansion($key) { // generate Key Schedule from Cipher Key [§5.2]  
91.   $Nb = 4;       // block size (in words): no of columns in state (fixed at 4 for AES)  
92.   $Nk = count($key)/4; // key length (in words): 4/6/8 for 128/192/256-bit keys  
93.   $Nr = $Nk + 6;    // no of rounds: 10/12/14 for 128/192/256-bit keys  
94.     
95.   $w = array();  
96.   $temp = array();  
97.     
98.   for ($i=0; $i<$Nk; $i++) {  
99.    $r = array($key[4*$i], $key[4*$i+1], $key[4*$i+2], $key[4*$i+3]);  
100.    $w[$i] = $r;  
101.   }  
102.     
103.   for ($i=$Nk; $i<($Nb*($Nr+1)); $i++) {  
104.    $w[$i] = array();  
105.    for ($t=0; $t<4; $t++) $temp[$t] = $w[$i-1][$t];  
106.    if ($i % $Nk == 0) {  
107.     $temp = self::subWord(self::rotWord($temp));  
108.     for ($t=0; $t<4; $t++) $temp[$t] ^= self::$rCon[$i/$Nk][$t];  
109.    } else if ($Nk > 6 && $i%$Nk == 4) {  
110.     $temp = self::subWord($temp);  
111.    }  
112.    for ($t=0; $t<4; $t++) $w[$i][$t] = $w[$i-$Nk][$t] ^ $temp[$t];  
113.   }  
114.   return $w;  
115.  }  
116.     
117.  private static function subWord($w) {  // apply SBox to 4-byte word w  
118.   for ($i=0; $i<4; $i++) $w[$i] = self::$sBox[$w[$i]];  
119.   return $w;  
120.  }  
121.     
122.  private static function rotWord($w) {  // rotate 4-byte word w left by one byte  
123.   $tmp = $w[0];  
124.   for ($i=0; $i<3; $i++) $w[$i] = $w[$i+1];  
125.   $w[3] = $tmp;  
126.   return $w;  
127.  }  
128.     
129.  // sBox is pre-computed multiplicative inverse in GF(2^8) used in subBytes and keyExpansion [§5.1.1]  
130.  private static $sBox = array(  
131.   0x63,0x7c,0x77,0x7b,0xf2,0x6b,0x6f,0xc5,0x30,0x01,0x67,0x2b,0xfe,0xd7,0xab,0x76,  
132.   0xca,0x82,0xc9,0x7d,0xfa,0x59,0x47,0xf0,0xad,0xd4,0xa2,0xaf,0x9c,0xa4,0x72,0xc0,  
133.   0xb7,0xfd,0x93,0x26,0x36,0x3f,0xf7,0xcc,0x34,0xa5,0xe5,0xf1,0x71,0xd8,0x31,0x15,  
134.   0x04,0xc7,0x23,0xc3,0x18,0x96,0x05,0x9a,0x07,0x12,0x80,0xe2,0xeb,0x27,0xb2,0x75,  
135.   0x09,0x83,0x2c,0x1a,0x1b,0x6e,0x5a,0xa0,0x52,0x3b,0xd6,0xb3,0x29,0xe3,0x2f,0x84,  
136.   0x53,0xd1,0x00,0xed,0x20,0xfc,0xb1,0x5b,0x6a,0xcb,0xbe,0x39,0x4a,0x4c,0x58,0xcf,  
137.   0xd0,0xef,0xaa,0xfb,0x43,0x4d,0x33,0x85,0x45,0xf9,0x02,0x7f,0x50,0x3c,0x9f,0xa8,  
138.   0x51,0xa3,0x40,0x8f,0x92,0x9d,0x38,0xf5,0xbc,0xb6,0xda,0x21,0x10,0xff,0xf3,0xd2,  
139.   0xcd,0x0c,0x13,0xec,0x5f,0x97,0x44,0x17,0xc4,0xa7,0x7e,0x3d,0x64,0x5d,0x19,0x73,  
140.   0x60,0x81,0x4f,0xdc,0x22,0x2a,0x90,0x88,0x46,0xee,0xb8,0x14,0xde,0x5e,0x0b,0xdb,  
141.   0xe0,0x32,0x3a,0x0a,0x49,0x06,0x24,0x5c,0xc2,0xd3,0xac,0x62,0x91,0x95,0xe4,0x79,  
142.   0xe7,0xc8,0x37,0x6d,0x8d,0xd5,0x4e,0xa9,0x6c,0x56,0xf4,0xea,0x65,0x7a,0xae,0x08,  
143.   0xba,0x78,0x25,0x2e,0x1c,0xa6,0xb4,0xc6,0xe8,0xdd,0x74,0x1f,0x4b,0xbd,0x8b,0x8a,  
144.   0x70,0x3e,0xb5,0x66,0x48,0x03,0xf6,0x0e,0x61,0x35,0x57,0xb9,0x86,0xc1,0x1d,0x9e,  
145.   0xe1,0xf8,0x98,0x11,0x69,0xd9,0x8e,0x94,0x9b,0x1e,0x87,0xe9,0xce,0x55,0x28,0xdf,  
146.   0x8c,0xa1,0x89,0x0d,0xbf,0xe6,0x42,0x68,0x41,0x99,0x2d,0x0f,0xb0,0x54,0xbb,0x16);  
147.     
148.  // rCon is Round Constant used for the Key Expansion [1st col is 2^(r-1) in GF(2^8)] [§5.2]  
149.  private static $rCon = array(   
150.   array(0x00, 0x00, 0x00, 0x00),  
151.   array(0x01, 0x00, 0x00, 0x00),  
152.   array(0x02, 0x00, 0x00, 0x00),  
153.   array(0x04, 0x00, 0x00, 0x00),  
154.   array(0x08, 0x00, 0x00, 0x00),  
155.   array(0x10, 0x00, 0x00, 0x00),  
156.   array(0x20, 0x00, 0x00, 0x00),  
157.   array(0x40, 0x00, 0x00, 0x00),  
158.   array(0x80, 0x00, 0x00, 0x00),  
159.   array(0x1b, 0x00, 0x00, 0x00),  
160.   array(0x36, 0x00, 0x00, 0x00) );   
161. }   
162. ?> 

aesctr.class.php文件如下：

1. <?php  
2. /* - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - */ 
3. /* AES counter (CTR) mode implementation in PHP (c) Chris Veness 2005-2011. Right of free use is */ 
4. /*  granted for all commercial or non-commercial use under CC-BY licence. No warranty of any  */ 
5. /*  form is offered.                                      */ 
6. /* - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - */ 
7.     
8. class AesCtr extends Aes {  
9.     
10.  /**  
11.   * Encrypt a text using AES encryption in Counter mode of operation  
12.   * - see http://csrc.nist.gov/publications/nistpubs/800-38a/sp800-38a.pdf  
13.   *  
14.   * Unicode multi-byte character safe  
15.   *  
16.   * @param plaintext source text to be encrypted  
17.   * @param password the password to use to generate a key  
18.   * @param nBits   number of bits to be used in the key (128, 192, or 256)  
19.   * @param keep   keep 1:each not change 0:each change(default)  
20.   * @return     encrypted text  
21.   */ 
22.  public static function encrypt($plaintext, $password, $nBits, $keep=0) {  
23.   $blockSize = 16; // block size fixed at 16 bytes / 128 bits (Nb=4) for AES  
24.   if (!($nBits==128 || $nBits==192 || $nBits==256)) return ''; // standard allows 128/192/256 bit keys  
25.   // note PHP (5) gives us plaintext and password in UTF8 encoding!  
26.      
27.   // use AES itself to encrypt password to get cipher key (using plain password as source for   
28.   // key expansion) - gives us well encrypted key  
29.   $nBytes = $nBits/8; // no bytes in key  
30.   $pwBytes = array();  
31.   for ($i=0; $i<$nBytes; $i++) $pwBytes[$i] = ord(substr($password,$i,1)) & 0xff;  
32.   $key = Aes::cipher($pwBytes, Aes::keyExpansion($pwBytes));  
33.   $key = array_merge($key, array_slice($key, 0, $nBytes-16)); // expand key to 16/24/32 bytes long   
34.     
35.   // initialise 1st 8 bytes of counter block with nonce (NIST SP800-38A §B.2): [0-1] = millisec,   
36.   // [2-3] = random, [4-7] = seconds, giving guaranteed sub-ms uniqueness up to Feb 2106  
37.   $counterBlock = array();  
38.    
39.   if($keep==0){  
40.     $nonce = floor(microtime(true)*1000);  // timestamp: milliseconds since 1-Jan-1970  
41.     $nonceMs = $nonce%1000;  
42.     $nonceSec = floor($nonce/1000);  
43.     $nonceRnd = floor(rand(0, 0xffff));  
44.   }else{  
45.     $nonce = 10000;  
46.     $nonceMs = $nonce%1000;  
47.     $nonceSec = floor($nonce/1000);  
48.     $nonceRnd = 10000;  
49.   }    
50.    
51.   for ($i=0; $i<2; $i++) $counterBlock[$i]  = self::urs($nonceMs, $i*8) & 0xff;  
52.   for ($i=0; $i<2; $i++) $counterBlock[$i+2] = self::urs($nonceRnd, $i*8) & 0xff;  
53.   for ($i=0; $i<4; $i++) $counterBlock[$i+4] = self::urs($nonceSec, $i*8) & 0xff;  
54.      
55.   // and convert it to a string to go on the front of the ciphertext  
56.   $ctrTxt = '';  
57.   for ($i=0; $i<8; $i++) $ctrTxt .= chr($counterBlock[$i]);  
58.     
59.   // generate key schedule - an expansion of the key into distinct Key Rounds for each round  
60.   $keySchedule = Aes::keyExpansion($key);  
61.   //print_r($keySchedule);  
62.      
63.   $blockCount = ceil(strlen($plaintext)/$blockSize);  
64.   $ciphertxt = array(); // ciphertext as array of strings  
65.      
66.   for ($b=0; $b<$blockCount; $b++) {  
67.    // set counter (block #) in last 8 bytes of counter block (leaving nonce in 1st 8 bytes)  
68.    // done in two stages for 32-bit ops: using two words allows us to go past 2^32 blocks (68GB)  
69.    for ($c=0; $c<4; $c++) $counterBlock[15-$c] = self::urs($b, $c*8) & 0xff;  
70.    for ($c=0; $c<4; $c++) $counterBlock[15-$c-4] = self::urs($b/0x100000000, $c*8);  
71.     
72.    $cipherCntr = Aes::cipher($counterBlock, $keySchedule); // -- encrypt counter block --  
73.     
74.    // block size is reduced on final block  
75.    $blockLength = $b<$blockCount-1 ? $blockSize : (strlen($plaintext)-1)%$blockSize+1;  
76.    $cipherByte = array();  
77.       
78.    for ($i=0; $i<$blockLength; $i++) { // -- xor plaintext with ciphered counter byte-by-byte --  
79.     $cipherByte[$i] = $cipherCntr[$i] ^ ord(substr($plaintext, $b*$blockSize+$i, 1));  
80.     $cipherByte[$i] = chr($cipherByte[$i]);  
81.    }  
82.    $ciphertxt[$b] = implode('', $cipherByte); // escape troublesome characters in ciphertext  
83.   }  
84.     
85.   // implode is more efficient than repeated string concatenation  
86.   $ciphertext = $ctrTxt . implode('', $ciphertxt);  
87.   $ciphertext = base64_encode($ciphertext);  
88.   return $ciphertext;  
89.  }  
90.     
91.  /**  
92.   * Decrypt a text encrypted by AES in counter mode of operation  
93.   *  
94.   * @param ciphertext source text to be decrypted  
95.   * @param password  the password to use to generate a key  
96.   * @param nBits   number of bits to be used in the key (128, 192, or 256)  
97.   * @return      decrypted text  
98.   */ 
99.  public static function decrypt($ciphertext, $password, $nBits) {  
100.   $blockSize = 16; // block size fixed at 16 bytes / 128 bits (Nb=4) for AES  
101.   if (!($nBits==128 || $nBits==192 || $nBits==256)) return ''; // standard allows 128/192/256 bit keys  
102.   $ciphertext = base64_decode($ciphertext);  
103.     
104.   // use AES to encrypt password (mirroring encrypt routine)  
105.   $nBytes = $nBits/8; // no bytes in key  
106.   $pwBytes = array();  
107.   for ($i=0; $i<$nBytes; $i++) $pwBytes[$i] = ord(substr($password,$i,1)) & 0xff;  
108.   $key = Aes::cipher($pwBytes, Aes::keyExpansion($pwBytes));  
109.   $key = array_merge($key, array_slice($key, 0, $nBytes-16)); // expand key to 16/24/32 bytes long  
110.      
111.   // recover nonce from 1st element of ciphertext  
112.   $counterBlock = array();  
113.   $ctrTxt = substr($ciphertext, 0, 8);  
114.   for ($i=0; $i<8; $i++) $counterBlock[$i] = ord(substr($ctrTxt,$i,1));  
115.      
116.   // generate key schedule  
117.   $keySchedule = Aes::keyExpansion($key);  
118.     
119.   // separate ciphertext into blocks (skipping past initial 8 bytes)  
120.   $nBlocks = ceil((strlen($ciphertext)-8) / $blockSize);  
121.   $ct = array();  
122.   for ($b=0; $b<$nBlocks; $b++) $ct[$b] = substr($ciphertext, 8+$b*$blockSize, 16);  
123.   $ciphertext = $ct; // ciphertext is now array of block-length strings  
124.     
125.   // plaintext will get generated block-by-block into array of block-length strings  
126.   $plaintxt = array();  
127.      
128.   for ($b=0; $b<$nBlocks; $b++) {  
129.    // set counter (block #) in last 8 bytes of counter block (leaving nonce in 1st 8 bytes)  
130.    for ($c=0; $c<4; $c++) $counterBlock[15-$c] = self::urs($b, $c*8) & 0xff;  
131.    for ($c=0; $c<4; $c++) $counterBlock[15-$c-4] = self::urs(($b+1)/0x100000000-1, $c*8) & 0xff;  
132.     
133.    $cipherCntr = Aes::cipher($counterBlock, $keySchedule); // encrypt counter block  
134.     
135.    $plaintxtByte = array();  
136.    for ($i=0; $i<strlen($ciphertext[$b]); $i++) {  
137.     // -- xor plaintext with ciphered counter byte-by-byte --  
138.     $plaintxtByte[$i] = $cipherCntr[$i] ^ ord(substr($ciphertext[$b],$i,1));  
139.     $plaintxtByte[$i] = chr($plaintxtByte[$i]);  
140.       
141.    }  
142.    $plaintxt[$b] = implode('', $plaintxtByte);   
143.   }  
144.     
145.   // join array of blocks into single plaintext string  
146.   $plaintext = implode('',$plaintxt);  
147.      
148.   return $plaintext;  
149.  }  
150.     
151.  /*  
152.   * Unsigned right shift function, since PHP has neither >>> operator nor unsigned ints  
153.   *  
154.   * @param a number to be shifted (32-bit integer)  
155.   * @param b number of bits to shift a to the right (0..31)  
156.   * @return  a right-shifted and zero-filled by b bits  
157.   */ 
158.  private static function urs($a, $b) {  
159.   $a &= 0xffffffff; $b &= 0x1f; // (bounds check)  
160.   if ($a&0x80000000 && $b>0) {  // if left-most bit set  
161.    $a = ($a>>1) & 0x7fffffff;  //  right-shift one bit & clear left-most bit  
162.    $a = $a >> ($b-1);      //  remaining right-shifts  
163.   } else {            // otherwise  
164.    $a = ($a>>$b);        //  use normal right-shift  
165.   }  //www.phpfensi.com 
166.   return $a;   
167.  }  
168. }   
169. ?> 

Demo实例程序如下：

1. <?php   
2. require 'aes.class.php';   // AES PHP implementation  
3. require 'aesctr.class.php'; // AES Counter Mode implementation   
4.    
5. echo 'each change<br>';  
6.    
7. $mstr = AesCtr::encrypt('Hello World', 'key', 256);  
8. echo "Encrypt String : $mstr<br />";  
9.    
10. $dstr = AesCtr::decrypt($mstr, 'key', 256);  
11. echo "Decrypt String : $dstr<br />";  
12.    
13. echo 'each not change<br>';  
14.    
15. $mstr = AesCtr::encrypt('Hello World', 'key', 256, 1); // keep=1  
16. echo "Encrypt String : $mstr<br />";  
17.    
18. $dstr = AesCtr::decrypt($mstr, 'key', 256);  
19. echo "Decrypt String : $dstr<br />";  
20. ?>  

这里再介绍另一使用 PHP mcrypt 加解密方法：

1. /* aes 256 encrypt  
2. * @param String $ostr  
3. * @param String $securekey  
4. * @param String $type encrypt, decrypt  
5. */ 
6. function aes($ostr, $securekey, $type='encrypt'){  
7.   if($ostr==''){  
8.     return '';  
9.   }  
10.      
11.   $key = $securekey;  
12.   $iv = strrev($securekey);  
13.   $td = mcrypt_module_open('rijndael-256', '', 'ofb', '');  
14.   mcrypt_generic_init($td, $key, $iv);  
15.    
16.   $str = '';  
17.    
18.   switch($type){  
19.     case 'encrypt':  
20.       $str = base64_encode(mcrypt_generic($td, $ostr));  
21.       break;  
22.    
23.     case 'decrypt':  
24.       $str = mdecrypt_generic($td, base64_decode($ostr));  
25.       break;  
26.   }  
27.    
28.   mcrypt_generic_deinit($td);  
29.    
30.   return $str;  
31. }  
32.    
33. // Demo  
34. $key = "fdipzone201314showmethemoney!@#$";  
35. $str = "show me the money";  
36.    
37. $ostr = aes($str, $key);  
38. echo "String 1: $ostr<br />";  
39.    
40. $dstr = aes($ostr, $key, 'decrypt');  
41. echo "String 2: $dstr<br />"; 

希望本文所述对大家php程序设计的学习有所帮助。

Tags: PHP加密算法 AES256

分享到：