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关于php:PHP的Hash信息摘要扩展框架

jiezi

明天咱们次要学习的是 PHP 中一些 Hash 散列加密相干的扩大函数的应用，而不是 Hash 算法，这种加密其实也只是一种更简单一些的密钥算法，与 Hash 算法相似的是，咱们输出的一串字符串，就像一个 Hash 表一样有其对应的 Hash 散列值，实质上和一般的数据结构中的 Hash 键值映射是一个情理，只是其算法更简单一些。其实只有做过一段时间的 PHP 开发，肯定会对两个函数很相熟，它们就是 md5() 和 sha1()。这两个函数就是别离生成 md5 和 sha1 算法的 Hash 加密。不过，明天咱们学习的相比这两个函数更加的简单一些，算法模式也更丰盛一些。

什么是 Hash 信息摘要算法

通常，咱们将一段内容输出一个 Hash 函数后，返回的一串散列字符串就是这个输出值的 Hash 信息摘要。在 PHP 中，不论是 md5 还是 sha1，同样的输出会产生同样的后果。由此，如果在保留用户明码类的信息时，咱们尽量不要只应用一层 Hash，因为这种模式的加密是能够通过彩虹表暴力破解进去的。咱们能够对明码进行多层 Hash 并加盐来实现散列值的复杂化。

当然，Hash 算法并不止咱们罕用的 md5 和 sha1，还有很多其它类型的算法，只是咱们并不罕用。然而，明天介绍的函数正是能够进行多种不同类型的 Hash 加密的一组函数，它们曾经在 PHP 中集成到了默认环境中，咱们并不需要独自的扩大就能够应用，这样，就为咱们的加密数据多样化带来了更多的不便。

PHP 反对的 Hash 算法 

print_r(hash_algos());
// Array
// (//     [0] => md2
//     [1] => md4
//     [2] => md5
//     [3] => sha1
//     [4] => sha224
//     [5] => sha256
//     [6] => sha384
//     [7] => sha512/224
//     [8] => sha512/256
//     [9] => sha512
//     [10] => sha3-224
//     [11] => sha3-256
//     [12] => sha3-384
//     [13] => sha3-512
//     [14] => ripemd128
//     [15] => ripemd160
//     [16] => ripemd256
//     [17] => ripemd320
//     [18] => whirlpool
//     [19] => tiger128,3
//     [20] => tiger160,3
//     [21] => tiger192,3
//     [22] => tiger128,4
//     [23] => tiger160,4
//     [24] => tiger192,4
//     [25] => snefru
//     [26] => snefru256
//     [27] => gost
//     [28] => gost-crypto
//     [29] => adler32
//     [30] => crc32
//     [31] => crc32b
//     [32] => fnv132
//     [33] => fnv1a32
//     [34] => fnv164
//     [35] => fnv1a64
//     [36] => joaat
//     [37] => haval128,3
//     [38] => haval160,3
//     [39] => haval192,3
//     [40] => haval224,3
//     [41] => haval256,3
//     [42] => haval128,4
//     [43] => haval160,4
//     [44] => haval192,4
//     [45] => haval224,4
//     [46] => haval256,4
//     [47] => haval128,5
//     [48] => haval160,5
//     [49] => haval192,5
//     [50] => haval224,5
//     [51] => haval256,5
// )

$data = "咱们来测试一下 Hash 算法！"; 

foreach (hash_algos() as $v) {$r = hash($v, $data); 
    echo $v, ':', strlen($r), '::', $r, PHP_EOL; 
}
// md2:32::3d63d5f6ce9f03379fb3ae5e1436bf08
// md4:32::e9dc8afa241bae1bccb7c58d4de8b14d
// md5:32::2801b208ec396a2fc80225466e17acac
// sha1:40::0f029efe9f1115e401b781de77bf1d469ecee6a9
// sha224:56::3faf937348ec54936be13b63feee846d741f8391be0a62b4d5bbb2c8
// sha256:64::8f0bbe9288f6dfd2c6d526a08b1fed61352c894ce0337c4e432d97570ae521e3
// sha384:96::3d7d51e05076b20f07dad295b161854d769808b54b784909901784f2e76db212612ebe6fe56c6d014b20bd97e5434658
// ……

foreach (hash_hmac_algos() as $v) {$r = hash_hmac($v, $data, 'secret'); 
    echo $v, ':', strlen($r), '::', $r, PHP_EOL; 
}
// md2:32::70933e963edd0dcd4666ab9253a55a12
// md4:32::d2eda43ee4fab5afc067fd63ae6390f1
// md5:32::68bf5963e1426a1feff8149da0d0b88d
// sha1:40::504bc44704b48ac75435cdccf81e0f056bac98ba
// sha224:56::8beaf35baedc2cd5725c760ec77d119e3373f14953c74818f1243f69
// sha256:64::23f2e6685fe368dd3ebe36e1d3d672ce8306500366ba0e8a19467c94e13ddace
// sha384:96::740ce7488856737ed57d7b0d1224d053905661ffca083c02c6a9a9230499a4a3d96ff0a951b8d03dbafeeeb5c84a65a6
// ……

通过 hash_algos() 和 hash_hmac_algos() 函数，咱们就能够获取到以后 PHP 环境中所反对的所有 Hash 算法，咱们能够见到相熟的 md5 和 sha1，也能见到 md2、sha224、ripemd320、fnv1a64 等这些很少见到的算法。而后咱们通过遍历这两个函数返回的内容，并应用 hash() 和 hash_hmac() 函数来对数据进行 Hash 加密并查看它们的内容就能够发现每种算法都可能胜利返回不同的加密信息摘要，而且有不同的位数。

hmac 相干的函数是 PHP 的 Hash 算法中的另一种模式，它是一个须要密钥的算法，也就是 hash_hmac() 的第三个参数。只有输出内容雷同并且密钥也雷同的内容返回的后果才会是一样的。也就是说，这个函数能够用于对称加密的信息传递验证 token 来应用。比方两个零碎之间的接口互通如果须要一个固定 token 的，就能够应用这个函数来实现。

与 md5()、sha1() 的比拟

这个 hash() 函数如此弱小，那么它生成的内容和 md5 是一样的吗？

// 与 md5 sha1 函数比照

echo hash('md5', '咱们来测试一下 Hash 算法！'), PHP_EOL;
echo md5('咱们来测试一下 Hash 算法！'), PHP_EOL;
// 2801b208ec396a2fc80225466e17acac
// 2801b208ec396a2fc80225466e17acac

echo hash('sha1', '咱们来测试一下 Hash 算法！'), PHP_EOL;
echo sha1('咱们来测试一下 Hash 算法！'), PHP_EOL;
// 0f029efe9f1115e401b781de77bf1d469ecee6a9
// 0f029efe9f1115e401b781de77bf1d469ecee6a9

echo hash('fnv164', '咱们来测试一下 Hash 算法！'), PHP_EOL;
// b25bd7371f08cea4

这个当然是不必狐疑的，甚至我感觉 md5() 和 sha1() 这两个函数自身就是 hash() 函数的一个语法糖。因为这两种算法切实是太罕用了，所以 PHP 就间接为咱们封装好了两个当初的函数，而且它们就一个参数就行了，十分的简略不便。

文件 HASH

在很多下载站，都会提供下载文件的 Hash 值让咱们进行校验比照来确定下载的文件是否残缺雷同。这种就是文件 Hash 的利用。其实说白了也是提取文件内容进行 Hash 散列之后取得的对于这个文件的信息摘要而已。这一套性能当然在咱们的 PHP 中也是完满反对的。

/ 文件 HASH

echo hash_file('md5', './create-phar.php'), PHP_EOL;
echo md5_file('./create-phar.php'), PHP_EOL;
// ba7833e3f6375c1101fb4f1d130cf3d3
// ba7833e3f6375c1101fb4f1d130cf3d3

echo hash_hmac_file('md5', './create-phar.php', 'secret'), PHP_EOL;
// 05d1f8eb7683e190340c04fc43eba9db

hkdf 与 pbkdf2 的 HASH 算法

接下来介绍的这两种算法又是非凡的两种 Hash 算法。和 hmac 相似，但比 hmac 又更简单一些。

// hkdf pbkdf2 算法

//              算法       明文明码（原始二进制）输入长度  应用程序 / 特定于上下文的信息字符串    salt 值
$hkdf1 = hash_hkdf('sha256', '123456', 32, 'aes-256-encryption', random_bytes(2));
$hkdf2 = hash_hkdf('sha256', '123456', 32, 'sha-256-authentication', random_bytes(2));
var_dump($hkdf1);
var_dump($hkdf2);
// string(32) "ԇ`q��X�l�
//                      f�yð����}Ozb+�"// string(32)"%���]�+̀�\JdG��HL��GK��
//                                   -"

//              算法       明文明码     salt 值        迭代次数  数据长度
echo hash_pbkdf2("sha256", '123456', random_bytes(2), 1000, 20), PHP_EOL;
// e27156f9a6e2c55f3b72

hmac 只须要一个密钥就能够了，hash_hkdf() 则是减少了返回长度、应用程序 / 特定于上下文的信息字符串、以及盐值三个参数，而且加密后的内容是二进制的加密内容，是不是感觉很高大上！而 hash_pbkdf2() 则是减少了盐值、迭代次数和数据长度三个参数，也是一个能用于明码加密的好帮手。然而相对来说，它们的应用要更简单一些，如果是对安全性要求十分高的明码就能够应用这两种函数。

hash_equals() 函数进行 Hash 比照

PHP 中还为咱们提供了一个比照 Hash 值是否相等的函数。有的小伙伴要问了，既然返回的是字符串模式的摘要信息，间接 === 不就能够了嘛，为啥还要一个专门的函数来比拟呢？别急，咱们先看下代码。

// hash_equals 比拟函数

$v1 = hash('md5', '测试比照');
$v2 = hash('md5', '测试比照');
$v3 = hash('md5', '测试比照 1');

// 比拟两个字符串，无论它们是否相等，本函数的工夫耗费是恒定的
// 本函数能够用在须要避免时序攻打的字符串比拟场景中，例如，能够用在比拟 crypt() 明码哈希值的场景
var_dump(hash_equals($v1, $v2));
var_dump(hash_equals($v1, $v3));
// bool(true)
// bool(false)

我在正文中曾经写得很分明了，hash_equals() 函数次要是能够避免时序攻打。一般来说，这个时序攻打就是依据你的零碎运行工夫长短来判断你的零碎中应用了什么函数或者性能，这都是十分厉害的黑客高手玩的货色。比如说，咱们比拟用户明码的时候，假如是一位一位的进行比拟，那么如果第一个字符错了信息很快就会返回，而如果比拟到最初一个才错的时候，程序运行工夫就会长很多，黑客就能够依据这个时长来判断以后暴力破解的内容是否一步步达到目标，也让破解难度逐渐降落。( 一般的字符串比拟 === 就是基于位移的)。而 hash_equals() 则是不管怎么比拟，雷同的 Hash 算法长度的内容返回的工夫都是雷同的。OpenSSL、OpenSSH 等软件都曾呈现过这种相似的时序攻打破绽！

当然，这个咱们只做理解即可，同样也是对于安全性有特殊要求的一些我的项目，就能够应用这个函数来避免出现这种时序攻打的破绽进步零碎安全性。

增量 Hash 操作

最初咱们要学习的是一套增量 Hash 的操作函数。其实对于字符串来说，大部分状况下咱们间接将字符串拼接好再 Hash 就能够了，并不太须要增量 Hash 的能力。然而如果是对于多个文件或者读写流来说，想要取得多文件的 Hash 值，就能够应用这一套增量 Hash 函数来进行操作了。

// 增量 HASH

$fp = tmpfile();
fwrite($fp, '初始化一个流文件');
rewind($fp);

$h1 = hash_init('md5'); // 开始增量 Hash
hash_update($h1, '测试增量'); // 一般字符串
hash_update_file($h1, './create-phar.php'); // 文件
hash_update_stream($h1, $fp); // 流
$v1 = hash_final($h1); // 完结 Hash 返回后果
echo $v1, PHP_EOL;
// 373df6cc50a1d7cd53608208e91be1e7

$h2 = hash_init('md5', HASH_HMAC, 'secret'); // 应用 HMAC 算法的增量 HASH
hash_update($h2, '测试增量');
hash_update_file($h2, './create-phar.php');
hash_update_stream($h2, $fp);
$v2 = hash_final($h2);
echo $v2, PHP_EOL;
// 34857ee5d8b573f6ee9ee20723470ea4

咱们应用 hash_init() 来取得一个增量 Hash 操作句柄并指定好加密算法。而后应用 hash_update() 增加字符串、应用 hash_update_file() 减少文件内容，应用 hash_update_stream() 来减少流内容，最初应用 hash_final() 完结句柄操作进行 Hash 计算并返回后果值。失去的后果值就是蕴含字符串、文件和流内容一起 Hash 的后果。

总结

说实话，在没有学习明天的内容之前，我也始终认为 PHP 外面只有 md5 和 sha1 这两种 Hash 算法呢。这回真是大开了眼界，咱们不仅领有丰盛的算法库，而且还有很多不便的操作函数可能帮忙咱们不便的应用这些算法，不多说了，学习持续！

测试代码：

https://github.com/zhangyue0503/dev-blog/blob/master/php/202007/source/PHP%E7%9A%84Hash%E4%BF%A1%E6%81%AF%E6%91%98%E8%A6%81%E6%89%A9%E5%B1%95%E6%A1%86%E6%9E%B6.php

参考文档：

https://www.php.net/manual/zh/book.hash.php

https://www.zhihu.com/question/20156213

https://baike.baidu.com/item/%E6%97%B6%E5%BA%8F%E6%94%BB%E5%87%BB/17882818?fr=aladdin

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