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【摘 要】 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。
本文將介紹一個(gè)簡(jiǎn)單易用的加密/解密算法:使用異或(xor)運(yùn)算。本算法原理簡(jiǎn)單,旨在使讀者對(duì)信息的加密/解密有一個(gè)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(guò)于簡(jiǎn)單,特別是對(duì)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(jiǎn)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(jiǎn)易加解密運(yùn)算,這種方法的原理是:當(dāng)一個(gè)數(shù)a和另一個(gè)數(shù)b進(jìn)行異或運(yùn)算會(huì)生成另一個(gè)數(shù)c,如果再將c和b進(jìn)行異或運(yùn)算則c又會(huì)還原為a。
相對(duì)于其他的簡(jiǎn)易加密算法,xor算法的優(yōu)點(diǎn)如下。
(1)算法簡(jiǎn)單,對(duì)于高級(jí)語(yǔ)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(duì)任何字符都是有效的,不像有些簡(jiǎn)易加密算法,只對(duì)西文字符有效,對(duì)中文加密后再解密無(wú)法還原為原來(lái)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。
1 <!--encrypy_xor:簡(jiǎn)單使用xor運(yùn)算的加密函數(shù)----------------------->
2 <?php
3 //加密函數(shù)
4 function myencrypt($string, $key)
5 {
6 for($i=0; $i<strlen($string); p $i++)<>
7 {
8 for($j=0; $j<strlen($key); p $j++)<>
9 {
10 $string[$i] = $string[$i]^$key[$j];
11 }
12 }
13 return $string;
14 }
第4行定義了加密函數(shù)myencrypt(),輸入?yún)?shù)$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(duì)明文字符串的每一個(gè)字符進(jìn)行循環(huán),而內(nèi)層的for循環(huán)(第8~11行)對(duì)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)。
1 //解密函數(shù)
2 function mydecrypt($string, $key)
3 {
4 for($i=0; $i<strlen($string); p $i++)<>
5 {
6 for($j=0; $j<strlen($key); p $j++)<>
7 {
8 $string[$i] = $key[$j]^$string[$i];
9 }
10 }
11 return $string;
12 }
13 ?>
第4行定義了解密函數(shù)mydecrypt (),輸入?yún)?shù)$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(guò)一個(gè)應(yīng)用示例來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明加密函數(shù)的功能。
1 //示例
2 $my_password="chair";
3 echo "my_password = $my_password";
4 $my_key="1234567890";
5 $my_password_en=myencrypt($my_password,$my_key);
6 echo "my_password_en = $my_password_en";
7 $my_password_de=mydecrypt($my_password_en,$my_key);
8 echo "my_password_de = $my_password_de";
第3行首先定義了一個(gè)明文$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(guò)來(lái),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(lái)對(duì)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(cè)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(wú)法獲取其密碼信息,包括系統(tǒng)設(shè)計(jì)者和數(shù)據(jù)庫(kù)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(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中。
另外,在用戶登錄的時(shí)候,有以下兩種方式來(lái)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(kù)中存儲(chǔ)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(kù)中存儲(chǔ)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(gè)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(yè)面無(wú)需變化,“檢查用戶”的實(shí)現(xiàn)參考如下。
1 <?php
2 session_start(); //裝載session庫(kù),一定要放在首行
3 $user_name=$_post["user_name"];
4 session_register("user_name"); //注冊(cè)$user_name變量,注意沒有$符號(hào)
5
6 require_once("sys_conf.inc"); //系統(tǒng)配置文件,包含數(shù)據(jù)庫(kù)配置信息
7 require_once("encrypy_xor.php"); //包含xor加密函數(shù)文件
8
9 //連接數(shù)據(jù)庫(kù)
10 $link_id=mysql_connect($dbhost,$dbuser,$dbpwd);
11 mysql_select_db($dbname); //選擇數(shù)據(jù)庫(kù)my_chat
12
13 //查詢是否存在登錄用戶信息
14 $str="select name,password from user where name ='$user_name'";
15 $result=mysql_query($str,$link_id); //執(zhí)行查詢
16 @$rows=mysql_num_rows($result); //取得查詢結(jié)果的記錄筆數(shù)
17 $user_name=$_session["user_name"];
18 $password=$_post["password"];
19 $password_en=myencrypt($user_name,$password); //加密用戶信息
20
21 //對(duì)于老用戶
22 if($rows!=0)
23 {
24 list($name,$pwd)=mysql_fetch_row($result);
25 $password_de=mydecrypt($pwd,$password); //解密用戶信息
26
27 //如果密碼輸入正確
28 if($user_name==$password_de)
29 {
30 $str="update user set is_online =1 where name ='$user_name' and password='$password_en'";
31 $result=mysql_query($str, $link_id); //執(zhí)行查詢
32 require("main.php"); //轉(zhuǎn)到聊天頁(yè)面
33 }
34 //密碼輸入錯(cuò)誤
35 else
36 {
37 require("relogin.php");
38 }
39 }
40 //對(duì)于新用戶,將其信息寫入數(shù)據(jù)庫(kù)
41 else
42 {
43 $str="insert into user (name,password,is_online) values('$user_name', '$password_en',1)";
44 $result=mysql_query($str, $link_id); //執(zhí)行查詢
45 require("main.php"); //轉(zhuǎn)到聊天頁(yè)面
46 }
47 //關(guān)閉數(shù)據(jù)庫(kù)
48 mysql_close($link_id);
49 ?>
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(gè)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(duì)于新用戶,在第44行將這個(gè)加密后的值存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中。
另外,對(duì)于老用戶,在第24獲取數(shù)據(jù)庫(kù)中用戶名和加密后的密碼信息,并在25行利用這兩個(gè)值進(jìn)行解密,然后在第28行通過(guò)比較解密后的值與用戶提交的用戶名信息來(lái)檢查用戶的合法性。
自動(dòng)生成密鑰
上一部分介紹了如何使用xor加密算法進(jìn)行對(duì)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(dòng)生成密鑰的技術(shù),可以使用自動(dòng)生成的密鑰對(duì)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。
1 <!--keygen.php:自動(dòng)生成密鑰------------------------------------>
2 <?php
3
4 //自動(dòng)生成長(zhǎng)度為$len的密鑰
5 function generate_key($len)
6 {
7 $lowerbound = 35 ;
8 $upperbound = 96 ;
9 $strmykey = "";
10
11 for($i=1;$i<=$len;$i++)
12 {
13 $rnd=rand(0,100); //產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)
14 $k = (($upperbound - $lowerbound) + 1) * $rnd + $lowerbound;
15 $strmykey=$strmykey.$k;
16 }
17 return $strmykey;
18 }
19
20 //將密鑰寫入文件$file_name
21 function write_key($key,$file_name)
22 {
23 $filename="c:/key.txt";
24 $key=generate_key($key,512);
25
26 //使用添加模式打開$filename,文件指針將會(huì)在文件的末尾
27 if(!$handle=fopen($filename,'w'))
28 {
29 print"不能打開文件$filename";
30 exit;
31 }
32
33 //將$key寫入到我們打開的文件中。
34 if(!fwrite($handle,$key))
35 {
36 print"不能寫入到文件$filename";
37 exit;
38 }
39 fclose($handle);
40 }
41
42 //讀取密鑰文件中的密鑰
43 function get_key($file_name)
44 {
45 //打開文件
46 $fp = fopen ($file_name, "r");
47 $result="";
48 //逐行讀取
49 while (!feof($fp))
50 {
51 $buffer = fgets($fp, 4096);
52 $result=$result.$buffer;
53 }
54 return $result;
55 }
56
57 ///*
58 $keylocation = "c:/key.txt"; //保存密鑰的文件
59 $key="123456";
60 write_key($key,$keylocation);
61 echo get_key($keylocation);
62 //*/
63 ?>
代碼包括3個(gè)函數(shù)。
·generate_key($len):自動(dòng)生成長(zhǎng)度為$len的密鑰
·write_key($key,$file_name):將密鑰寫入文件$file_name
·get_key($file_name):讀取密鑰文件$file_name中的密鑰值
在使用時(shí),當(dāng)用戶第一次登錄系統(tǒng)時(shí),自動(dòng)為其生成密鑰值,對(duì)于這個(gè)密鑰值,可以有兩種方式來(lái)處理。
(1)將其存入數(shù)據(jù)庫(kù)的某個(gè)字段中,這種方法的缺點(diǎn)是密鑰在數(shù)據(jù)庫(kù)中的安全性無(wú)法得到保證;
(2)將這個(gè)密鑰保存在用戶本地的文件中,這樣就可以避免密鑰被別人獲取,但這種方式的缺點(diǎn)是,當(dāng)用戶使用其他機(jī)器訪問(wèn)系統(tǒng)時(shí),就無(wú)法登錄。
本例中,將使用第2種方式。
具體地,上面代碼第11~18行通過(guò)生成隨機(jī)數(shù)的方式來(lái)不斷生成密鑰,并通過(guò)一個(gè)計(jì)算來(lái)增強(qiáng)其復(fù)雜性。其中的lowerbound和upperbound的數(shù)值其實(shí)就是你想使用來(lái)加密的ascii字符范圍。下面是生成的一個(gè)密鑰文件示例。
208123915925183361116049369344372701567721435181102718332639307390344373445407
524316475863232913993383189547474747394154915312639841226741894189965623523913
011164730113445201935692839710274127251577929493941487145611337531549110895367
593586318332391170941272701152344371709270125776235313540032267139933835677407
617384135696111239130732949469623520815987524358635491542913374933524334454251
400327015367133759324537171709152357391089524342514685239122673135531363151191
833412771743139654…
最后,需要把密鑰保存在服務(wù)器上一個(gè)安全的地方,然后就可以利用其和諸如xor這樣的加密算法來(lái)對(duì)用戶信息進(jìn)行加密/解密了。如何在上一部分介紹的xor中使用這個(gè)密鑰非常簡(jiǎn)單,不再詳述。
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