PHP+MySQL應(yīng)用中使用XOR運(yùn)算加密算法

作者：李惟 2011-08-01 10:12:40

本文將介紹一個簡單易用的加密/解密算法:使用異或(XOR)運(yùn)算。本算法原理簡單，旨在使讀者對信息的加密/解密有一個更加直觀的印象。

XOR算法原理

從加密的主要方法看，換位法過于簡單，特別是對于數(shù)據(jù)量少的情況很容易由密文猜出明文，而替換法不失為一種行之有效的簡易算法。

從各種替換法運(yùn)算的特點(diǎn)看，異或運(yùn)算最適合用于簡易加解密運(yùn)算，這種方法的原理是:當(dāng)一個數(shù)A和另一個數(shù)B進(jìn)行異或運(yùn)算會生成另一個數(shù)C，如果再將C和B進(jìn)行異或運(yùn)算則C又會還原為A。

相對于其他的簡易加密算法，XOR算法的優(yōu)點(diǎn)如下。

(1)算法簡單，對于高級語言很容易能實(shí)現(xiàn)。

(2)速度快，可以在任何時(shí)候、任何地方使用。

(3)對任何字符都是有效的，不像有些簡易加密算法，只對西文字符有效，對中文加密后再解密無法還原為原來的字符。

XOR算法實(shí)現(xiàn)

上一部分介紹了如何使用XOR運(yùn)算進(jìn)行加密/解密的原理，本節(jié)將使用其加密用戶的登錄信息。根據(jù)上一小節(jié)介紹的XOR加密算法的原理，不難寫出以下的加密解密函數(shù)。首先列出加密算法。

＜!–encrypy_xor:簡單使用XOR運(yùn)算的加密函數(shù)———————–＞  
＜?php  
//加密函數(shù)  
functionmyEncrypt($string,$key)  
{  
for($i=0;$i＜STRLEN($STRING);p$i++)<>  
{  
for($j=0;$j＜STRLEN($KEY);p$j++)<>  
{  
$string[$i]=$string[$i]^$key[$j];  
}  
}  
return$string;  
}

第4行定義了加密函數(shù)myEncrypt()，輸入?yún)?shù)$string為明文，而$key為密鑰;輸出為使用$key作為密鑰并使用XOR加密算法產(chǎn)生的密文。

第6～12行的外層for循環(huán)對明文字符串的每一個字符進(jìn)行循環(huán)，而內(nèi)層的for循環(huán)(第8～11行)對明文的每一字符循環(huán)與密鑰的每一位做異或運(yùn)算。其原理已經(jīng)在上一小節(jié)中介紹，不再重述。

同樣，與加密函數(shù)類似，可以寫出下面的解密函數(shù)。

//解密函數(shù)  
functionmyDecrypt($string,$key)  
{  
for($i=0;$i＜STRLEN($STRING);p$i++)<>  
{  
for($j=0;$j＜STRLEN($KEY);p$j++)<>  
{  
$string[$i]=$key[$j]^$string[$i];  
}  
}  
return$string;  
}  
?＞

第4行定義了解密函數(shù)myDecrypt()，輸入?yún)?shù)$string為密文，而$key為密鑰;輸出為使用$key作為密鑰并使用XOR解密算法產(chǎn)生的明文。

下面，通過一個應(yīng)用示例來進(jìn)一步說明加密函數(shù)的功能。

//示例  
$my_password=”chair”;  
echo”my_password=$my_password”;  
$my_key=”1234567890″;  
$my_password_en=myEncrypt($my_password,$my_key);  
echo”my_password_en=$my_password_en”;  
$my_password_de=myDecrypt($my_password_en,$my_key);  
echo”my_password_de=$my_password_de”;

第3行首先定義了一個明文$my_password，然后在第4行定義密鑰$my_key。

第5、6行分別調(diào)用加密函數(shù)生成密文并輸出;反過來，又在第7、8行將密文解密。

上面示例的運(yùn)行結(jié)果如下。

my_password=chair

my_password_en=RYPXC

my_password_de=chair

用XOR算法實(shí)現(xiàn)身份驗(yàn)證

上兩部分分別介紹了使用XOR運(yùn)算進(jìn)行信息加密/解密的原理和實(shí)現(xiàn)，下面，將使用這一方法來對用戶的登錄密碼進(jìn)行加密。本例中，為了保護(hù)用戶的密碼，系統(tǒng)想要達(dá)到的目的如下。

·在用戶注冊時(shí)，用戶需要添寫用戶密碼表單。

·除用戶本人之外，其他任何人都無法獲取其密碼信息，包括系統(tǒng)設(shè)計(jì)者和數(shù)據(jù)庫管理員。

·系統(tǒng)能根據(jù)用戶輸入的密碼驗(yàn)證用戶的合法性。

為了達(dá)到以上目的，使用XOR算法時(shí)可以選擇用戶名作為明文，而密鑰是用戶自定義的密碼，然后將加密后的用戶名存儲在數(shù)據(jù)庫中。

另外，在用戶登錄的時(shí)候，有以下兩種方式來驗(yàn)證合法用戶。

(1)根據(jù)其提交的用戶名(明文)和密碼(密鑰)信息重新加密，并使用加密后的信息與數(shù)據(jù)庫中存儲的密碼信息進(jìn)行比較，如果相等，則用戶合法，否則，為非法用戶。

(2)根據(jù)數(shù)據(jù)庫中存儲的密碼信息(明文)和用戶輸入的密碼(密鑰)信息進(jìn)行解密，并把加密后的信息與用戶提交的用戶名進(jìn)行比較，如果相等，則用戶合法，否則，為非法用戶。

兩種方式都可以實(shí)現(xiàn)第3個目的，本例，將采用第2種方式。本例的實(shí)現(xiàn)代碼可在18.4.1節(jié)“用戶登錄”和18.4.2節(jié)“檢查用戶”的實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)之上實(shí)現(xiàn)，其中“用戶登錄”頁面無需變化，“檢查用戶”的實(shí)現(xiàn)參考如下。

＜?php  
session_start();//裝載Session庫，一定要放在首行  
$user_name=$_POST["user_name"];  
session_register(“user_name”);//注冊$user_name變量,注意沒有$符號  
 
require_once(“sys_conf.inc”);//系統(tǒng)配置文件，包含數(shù)據(jù)庫配置信息  
require_once(“encrypy_xor.php”);//包含xor加密函數(shù)文件  
 
//連接數(shù)據(jù)庫  
$link_id=mysql_connect($DBHOST,$DBUSER,$DBPWD);  
mysql_select_db($DBNAME);//選擇數(shù)據(jù)庫my_chat  
 
//查詢是否存在登錄用戶信息  
$str=”selectname,passwordfromuserwherename=’$user_name’”;  
$result=mysql_query($str,$link_id);//執(zhí)行查詢  
@$rows=mysql_num_rows($result);//取得查詢結(jié)果的記錄筆數(shù)  
$user_name=$_SESSION["user_name"];  
$password=$_POST["password"];  
$password_en=myEncrypt($user_name,$password);//加密用戶信息  
 
//對于老用戶  
if($rows!=0)  
{  
list($name,$pwd)=mysql_fetch_row($result);  
$password_de=myDecrypt($pwd,$password);//解密用戶信息  
 
//如果密碼輸入正確  
if($user_name==$password_de)  
{  
$str=”updateusersetis_online=1wherename=’$user_name’andpassword=’$password_en’”;  
$result=mysql_query($str,$link_id);//執(zhí)行查詢  
require(“main.php”);//轉(zhuǎn)到聊天頁面  
}  
//密碼輸入錯誤  
else 
{  
require(“relogin.php”);  
}  
}  
//對于新用戶，將其信息寫入數(shù)據(jù)庫  
else 
{  
$str=”insertintouser(name,password,is_online)values(‘$user_name’,'$password_en’,1)”;  
$result=mysql_query($str,$link_id);//執(zhí)行查詢  
require(“main.php”);//轉(zhuǎn)到聊天頁面  
}  
//關(guān)閉數(shù)據(jù)庫  
mysql_close($link_id);  
?＞

第7行引入了加密函數(shù)文件encrypy_xor.php，包括上一小節(jié)介紹的兩個函數(shù)。

第19行，使用用戶提交的用戶名和密碼得到加密后的密碼值，并且對于新用戶，在第44行將這個加密后的值存儲在數(shù)據(jù)庫中。

另外，對于老用戶，在第24獲取數(shù)據(jù)庫中用戶名和加密后的密碼信息，并在25行利用這兩個值進(jìn)行解密，然后在第28行通過比較解密后的值與用戶提交的用戶名信息來檢查用戶的合法性。

自動生成密鑰

上一部分介紹了如何使用XOR加密算法進(jìn)行對用戶信息的加密，其中，用戶所輸入的口令信息實(shí)際上成為了加密算法中的密鑰，而用戶名作為明文使用，雖然這能很好地完成功能，但是在邏輯上，這種方法似乎有些不合理。

本文將介紹一種自動生成密鑰的技術(shù)，可以使用自動生成的密鑰對用戶提交的密碼明文加密，使邏輯更加合理一些。

本例，假設(shè)生成的密鑰為512位。代碼如下。

＜!–keygen.php:自動生成密鑰————————————＞  
＜?php  
 
//自動生成長度為$len的密鑰  
functiongenerate_key($len)  
{  
$lowerbound=35;  
$upperbound=96;  
$strMyKey=”";  
 
for($i=1;$i<=$len;$i++)  
{  
$rnd=rand(0,100);//產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)  
$k=(($upperbound-$lowerbound)+1)*$rnd+$lowerbound;  
$strMyKey=$strMyKey.$k;  
}  
return$strMyKey;  
}  
 
//將密鑰寫入文件$file_name  
functionwrite_key($key,$file_name)  
{  
$filename=”C:\key.txt”;  
$key=generate_key($key,512);  
 
//使用添加模式打開$filename，文件指針將會在文件的末尾  
if(!$handle=fopen($filename,’w'))  
{  
print”不能打開文件$filename”;  
exit;  
}  
 
//將$key寫入到我們打開的文件中。  
if(!fwrite($handle,$key))  
{  
print”不能寫入到文件$filename”;  
exit;  
}  
fclose($handle);  
}  
 
//讀取密鑰文件中的密鑰  
functionget_key($file_name)  
{  
//打開文件  
$fp=fopen($file_name,”r”);  
$result=”";  
//逐行讀取  
while(!feof($fp))  
{  
$buffer=fgets($fp,4096);  
$result=$result.$buffer;  
}  
return$result;  
}  
 
///*  
$KeyLocation=”C:\key.txt”;//保存密鑰的文件  
$key=”123456″;  
write_key($key,$KeyLocation);  
echoget_key($KeyLocation);  
//*/  
?＞