RSA加密算法的应用

<?php
/**
 * 生成RSA密钥对（公钥和私钥）的命令：
 * [root@localhost ~]# openssl genrsa -out rsa_private_key.pem 1024
 * [root@localhost ~]# openssl pkcs8 -topk8 -inform PEM -in rsa_private_key.pem -outform PEM -nocrypt -out private_key.pem
 * [root@localhost ~]# openssl rsa -in rsa_private_key.pem -pubout -out rsa_public_key.pem
 * 命令①：生成原始RSA私钥文件
 * 命令②：将原始RSA私钥文件转换为pkcs8格式
 * 命令③：根据原始RSA私钥文件生成RSA公钥文件
 * 备　注：公钥发放给客户端用于加密数据，私钥则要留在服务端用于解密客户端发送过来的加密数据。
 */
class RSA
{
    private static $publicKeyPath = __DIR__ . '/rsa_public_key.pem';
    private static $privateKeyPath = __DIR__ . '/rsa_private_key.pem';
    private static $signatureAlgo = OPENSSL_ALGO_SHA512; // 签名算法

    /**
     * （使用公钥）加密
     * 备注：相同的数据每次加密产生的密文都是不同的。
     *
     * @param string $data 要加密的数据
     * @return string 数据加密后的密文
     */
    public static function encrypt($data)
    {
        $encrypt = ''; // 用于保存密文的变量

        // 获取公钥的内容（即字符串）
        $publicKeyContents = file_get_contents(self::$publicKeyPath);

        // 获取公钥的资源（获取失败返回FALSE）
        $publicKeyResource = openssl_pkey_get_public($publicKeyContents);

        $dataSplit = str_split($data, 117);
        foreach ($dataSplit as $split) {
            $splitEncrypt = '';
            openssl_public_encrypt($split, $splitEncrypt, $publicKeyResource); // 加密
            $encrypt .= $splitEncrypt;
        }

        return base64_encode($encrypt);
    }

    /**
     * （使用私钥）解密
     *
     * @param string $data 要解密的数据
     * @return string 数据解密后的明文
     */
    public static function decrypt($data)
    {
        $decrypt = ''; // 用于保存明文的变量

        // 获取私钥的内容（即字符串）
        $privateKeyContents = file_get_contents(self::$privateKeyPath);

        // 获取私钥的资源（获取失败返回FALSE）
        $privateKeyResource = openssl_pkey_get_private($privateKeyContents);

        $data = base64_decode($data);

        $dataSplit = str_split($data, 128);

        foreach ($dataSplit as $split) {
            $splitDecrypt = '';
            openssl_private_decrypt($split, $splitDecrypt, $privateKeyResource); // 解密
            $decrypt .= $splitDecrypt;
        }

        return $decrypt;
    }

    /**
     * （使用私钥）生成签名
     * 备注：相同的数据每次生成的签名都是相同的。
     *
     * @param string $data 要生成签名的数据
     * @return string 签名字符串
     */
    public static function signature($data)
    {
        // 获取私钥的内容（即字符串）
        $privateKeyContents = file_get_contents(self::$privateKeyPath);

        // 获取私钥的资源（获取失败返回FALSE）
        $privateKeyResource = openssl_pkey_get_private($privateKeyContents);

        $signature = '';

        openssl_sign($data, $signature, $privateKeyResource, self::$signatureAlgo);

        openssl_free_key($privateKeyResource);

        return base64_encode($signature);
    }

    /**
     * （使用公钥）验证签名
     *
     * @param string $data 数据（必须要和生成签名时的数据一样。PS；签名就是防止伪造数据）
     * @param string $signature 签名字符串
     * @return int 验证结果：1=签名正确，0=签名错误，-1=内部发生错误
     */
    public static function signatureVerify($data, $signature)
    {
        // 获取公钥的内容（即字符串）
        $publicKeyContents = file_get_contents(self::$publicKeyPath);

        // 获取公钥的资源（获取失败返回FALSE）
        $publicKeyResource = openssl_pkey_get_public($publicKeyContents);

        $signature = base64_decode($signature);

        $verify = openssl_verify($data, $signature, $publicKeyResource, self::$signatureAlgo);

        openssl_free_key($publicKeyResource);

        return $verify;
    }
}

$data = 'hello, world';
echo "数据：{$data}" . PHP_EOL; // 数据：hello, world
// 备注：由于这里只是简单演示如何使用RSA加解密，故原始数据简单粗暴地使用一串字符串，实际使用中原始数据都是数组格式，开发者需
//       要按照规则将数组转成字符串，通常规则都是将数组进行参数名ASCII字典序排序，然后转成“参数1=参数值1&参数2=参数值2&参数
//       3=参数值3”格式的字符串，然后将字符串进行base64_encode()处理，最后将base64_encode()得出的字符串加密即可，代码如下：
//       ksort($data);
//       $dataStr = urldecode(http_build_query($data));
//       $dataEncode = base64_encode($dataStr);
//       $encrypt = RSA::encrypt($dataEncode);

// 对原始数据进行加密（备注：相同的数据每次加密产生的密文都是不同的。）
$encrypt = RSA::encrypt($data);
echo "密文：{$encrypt}" . PHP_EOL; // 密文：A+V00pX0e0kzstPtY+dtgQqJPOx88LUfAdlH66......

// 对密文进行解密
$decrypt = RSA::decrypt($encrypt);
echo "明文：{$decrypt}" . PHP_EOL; // 明文：hello, world

// 生成签名（备注：相同的数据每次生成的签名都是相同的。）
$signature = RSA::signature($data);
echo "签名：{$signature}" . PHP_EOL; // 签名：SGYEPOmPVKwBNsbvYwMFbuL0Ybn3G5ipw4wW......

// 验证签名，验证结果：1=签名正确，0=签名错误，-1=内部发生错误
$verify = RSA::signatureVerify($data, $signature);
echo "验签：{$verify}" . PHP_EOL; // 验签：1