yii2的加密解密那些事儿
相关环境
- 操作系统及IDE macOS 10.13.1 & PhpStorm2018.1.2
- 软件版本 PHP7.1.8 Yii2.0.14
在yii2中，管理加密解密的库叫做Security，它以yii2组件的形式存在，因此你可以通过Yii::$app->security来获取并使用它。
Security组件源代码位置如下
vendor/yiisoft/yii2/base/Security.php
Security组件一共有15个与加密解密（&编码）相关的公共方法，我们先来列一个清单。
- encryptByPassword
- encryptByKey
- decryptByPassword
- decryptByKey
- hkdf
- pbkdf2
- hashData
- validateData
- generateRandomKey
- generateRandomString
- generatePasswordHash
- validatePassword
- compareString
- maskToken
- unmaskToken
我想有一些你一定没见过，没关系，我们一一去了解。
generateRandomString
之所以先说generateRandomString是因为它最常用，起码我是这样。
public function generateRandomString($length = 32){...}生成一个随机的字符串，参数$length代表这个字符串的长度，默认32位。值得说明的是这个字符串的取值为范围是[A-Za-z0-9_-]。
generatePasswordHash & validatePassword
generatePasswordHash & validatePassword经常被用来加密用户密码以及对密码是否正确的验证，自从MD5可能被碰撞后，我们用yii2开发应用的时候，generatePasswordHash函数对密码进行加密就成为首选了，它调用了crypt函数。
一般用法如下
// 使用generatePasswordHash为用户的密码加密，$hash存储到库中
$hash = Yii::$app->getSecurity()->generatePasswordHash($password);
// 使用validatePassword对密码进行验证
if(Yii::$app->getSecurity()->validatePassword($password, $hash)){
// 密码正确
}else{
// 密码错误
}generateRandomKey
和generateRandomString类似，生成一个随机的串，参数为长度，默认为32位，区别在于generateRandomKey生成的不是ASCII。
简单的说 generateRandomString 约等于 base64_encode(generateRandomKey)。
encryptByPassword & decryptByPassword
编码和解码函数，使用一个秘钥对数据进行编码，然后通过此秘钥在对编码后的数据进行解码。
例子
$dat = Yii::$app->security->encryptByPassword("hello","3166886");
echo Yii::$app->security->encryptByPassword($dat,"3166886");// hello要注意，通过上面得到的编码后的数据不是ASCII，可以通过base64_encode和base64_decode在外层包装下。
encryptByKey & decryptByKey
同样是一组编码和解码函数，比通过密码的方式要快。函数声明为
public function encryptByKey($data, $inputKey, $info = null){}
public function decryptByKey($data, $inputKey, $info = null){}encryptByKey & decryptByKey 存在着第三个参数，比如我们可以传递会员的ID等，这样此信息将和$inputKey一起作为加密解密的钥匙。
hkdf
使用标准的 HKDF 算法从给定的输入键中导出一个键。在PHP7+使用的是hash_hkdf方法，小于PHP7使用hash_hmac方法。
pbkdf2
使用标准的 PBKDF2 算法从给定的密码导出一个密钥。该方法可以用来进行密码加密，不过yii2有更好的密码加密方案 generatePasswordHash。
hashData和validateData
有的时候为了防止内容被篡改，我们需要对数据进行一些标记，hashData和validateData就是完成这个任务的组合。
hashData 用来对原始数据进行加数据前缀，比如如下代码
$result = Yii::$app->security->hashData("hello",'123456',false);
// ac28d602c767424d0c809edebf73828bed5ce99ce1556f4df8e223faeec60eddhello你看到了在hello的前面多了一组字符，这组字符会随着原始数据的不同而变化。这样我们就对数据进行了特殊的防止篡改标记，接下来是validateData上场了。
注意：hashData的第三个参数代表生成的哈希值是否为原始二进制格式. 如果为false, 则会生成小写十六进制数字.
validateData 对已经加了数据前缀的数据进行检测，如下代码
$result = Yii::$app->security->validateData("ac28d602c767424d0c809edebf73828bed5ce99ce1556f4df8e223faeec60eddhello",'123456',false);
// hello如果返回了原始的字符串则表示验证通过，否则会返回假。
validateData 函数的第三个参数应该与使用 hashData() 生成数据时的值相同. 它指示数据中的散列值是否是二进制格式. 如果为false, 则表示散列值仅由小写十六进制数字组成. 将生成十六进制数字.
compareString
可防止时序攻击的字符串比较，用法非常简单。
Yii::$app->security->compareString("abc",'abc');结果为真则相等，否则不相等。
那么什么是时序攻击那？我来举一个简单的例子。
if($code == Yii::$app->request->get('code')){
}上面的比较逻辑，两个字符串是从第一位开始逐一进行比较的，发现不同就立即返回 false，那么通过计算返回的速度就知道了大概是哪一位开始不同的，这样就实现了电影中经常出现的按位破解密码的场景。
而使用 compareString 比较两个字符串，无论字符串是否相等，函数的时间消耗是恒定的，这样可以有效的防止时序攻击。
maskToken && unmaskToken
maskToken用于掩盖真实token且不可以压缩，同一个token最后生成了不同的随机令牌，在yii2的csrf功能上就使用了maskToken，原理并不复杂，我们看下源码。
public function maskToken($token){
$mask = $this->generateRandomKey(StringHelper::byteLength($token));
return StringHelper::base64UrlEncode($mask . ($mask ^ $token));
}而unmaskToken目的也很明确，用于得到被maskToken掩盖的token。
接下来我们看一个例子代码
$token = Yii::$app->security->maskToken("123456");
echo Yii::$app->security->unmaskToken($token);// 结果为 123456最后我们总结下
- 加密/解密: encryptByKey()、decryptByKey()、 encryptByPassword() 和 decryptByPassword()；
- 使用标准算法的密钥推导: pbkdf2() 和 hkdf();
- 防止数据篡改: hashData() 和 validateData();
- 密码验证: generatePasswordHash() 和 validatePassword()