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前言
最近在做一個新需求,對網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)安全性要求很高。

如何保障網(wǎng)絡(luò)請求數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩?、一致性和防篡改呢?/p>
我們使用了對稱加密與非對稱加密的結(jié)合的策略。
相關(guān)概念
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(tǒng)的加密方法,同一個密鑰可以同時用作信息的加密和解密,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,如果用公鑰對數(shù)據(jù)進行加密,只有用對應(yīng)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,所以這種算法叫作非對稱加密算法。
對稱加密的特點:
- 對稱加密算法的優(yōu)點是算法公開、計算量小、加密速度快、加密效率高。
- 但是對稱加密算法的缺點是在數(shù)據(jù)傳送前,發(fā)送方和接收方必須商定好秘鑰,然后使雙方都能保存好秘鑰。
- 萬一其中一方泄露秘鑰,安全性則無法保證;
- 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復(fù)雜。
非對稱加密的特點:
- 算法強度復(fù)雜,解密難度大,安全性有保障;
- 加密解密速度沒有對稱加密解密的速度快。
帶來的思考
將對稱加密和非對稱加密的優(yōu)點加以整合,參考了https加解密的實現(xiàn)思路,我們自己封裝實現(xiàn)SSL(Secure Scoket Layer 安全套接層)。
具體實現(xiàn)思路如下:
APP端發(fā)起請求和服務(wù)端返回數(shù)據(jù)加密:
- 隨機生成一個15位由數(shù)字字母組成的字符串作為本次請求的AES128密鑰
- 使用上述密鑰對本次請求的參數(shù)進行AES128加密,得到請求參數(shù)密文
- 使用前后端約定的RSA公鑰對1中的密鑰加密
- 把上述23的密文當參數(shù),發(fā)起請求
參數(shù)明文
{
key : miwenKey,
data : miwenData
}
實際請求
{
data : “上述json進行base64編碼后的字符串”
}
我的示例代碼是PHP,其他語言可以參考我的實現(xiàn)思路:
(別問我為啥沒用Go實現(xiàn),甲方要求使然,哈哈哈。)
業(yè)務(wù)代碼封裝
- 服務(wù)端返回數(shù)據(jù)代碼:
public function myMessage($data, $status = "success")
{
$aes = new AesSecurity(); //對稱加密
$rsa = new RsaService(); //非對稱加密
//1,隨機生成一個多位由數(shù)字字母組成的字符串作為本次請求的AES128密鑰 16位
$aes_key = randomkeys(16);
//2. 使用上述密鑰對本次請求的參數(shù)進行AES128加密,得到請求參數(shù)密文,得到密文miwenData
$miwenData = $aes::encrypt(json_encode($data),$aes_key);
//3. 使用前后端約定的RSA公鑰對1中的密鑰加密,得到miwenKey
$miwenKey = $rsa->publicEncrypt($aes_key);
//4. base64轉(zhuǎn)碼
$data = base64_encode(json_encode([
'key'=>$miwenKey,
'data'=>$miwenData,
]));
return Response::json($data,$this->getStatusCode(),$header=[]);
}
- 服務(wù)端解析數(shù)據(jù)代碼:
public function aesData(BaseFormRequest $request)
{
//解密數(shù)據(jù)
$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.使用前后端約定的RSA私鑰key解密,得到miwenKey(因為客戶端使用公鑰加密,所以服務(wù)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(shù)進行AES128解密,得到請求參數(shù)密文miwenData
$miwenData = $aes::decrypt($data,$miwenKey);
//3.將json字符串轉(zhuǎn)成數(shù)組
$data = json_decode($miwenData,true);
//todo 打開時間戳校驗
$time = $data['time'];
//超過30秒校驗失敗不允許繼續(xù)操作
if ($time
業(yè)務(wù)層controller中獲得解析后的參數(shù)
public function create(LoginRequest $request)
{
//解密數(shù)據(jù)
$data = $request->aesData($request);
$name = $data['name'];
$password = $data['password'];
.
.
.
}
工具類:
- AES對稱加密
生成RSA秘鑰參考鏈接[1]
- RSA非對稱加密核心代碼:
private_key = $this->getPrivateKey();
// } else {
$this->public_key = $this->getPublicKey();
// }
}
/**
* 配置私鑰
* openssl_pkey_get_private這個函數(shù)可用來判斷私鑰是否是可用的,可用,返回資源
* @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(shù)可用來判斷私鑰是否是可用的,可用,返回資源
* @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 $serialize 是為了不管你傳的是字符串還是數(shù)組,都能轉(zhuǎn)成字符串
* @return string
* @throws \Exception
*/
public function privateEncrypt($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 $serialize 是為了不管你傳的是字符串還是數(shù)組,都能轉(zhuǎn)成字符串
* @return string
* @throws \Exception
*/
public function publicEncrypt($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[2]
生成秘鑰的代碼
// 第一步:生成私鑰,這里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(jù)私鑰生成對應(yīng)的公鑰
openssl rsa -in rsa_private_key.pem -pubout -out rsa_public_key.pub
// 第三步:私鑰轉(zhuǎn)化成pkcs8格式,【這一步非必須,只是程序解析起來方便】
openssl pkcs8 -topk8 -inform PEM -in rsa_private_key.pem -outform PEM -nocrypt -out rsa_private_key_pkcs8.pem
相關(guān)資料
[1]生成RSA秘鑰參考鏈接: https://www.cnblogs.com/chenhaoyu/p/10695245.html
[2]RSA非對稱加密的算法示例: https://github.com/chenyRain/Common-Code/tree/master/RSA加密解密
本文轉(zhuǎn)載自微信公眾號「 程序員升級打怪之旅」,作者「王中陽Go」,可以通過以下二維碼關(guān)注。
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