您现在的位置：程式碼之家 >> 編程語言 > >> 網頁程式設計 >> PHP 程式設計 >> PHP 相關知識

PHP AES 加密算法完整實作範例：OpenSSL 替代 mcrypt 的最佳實踐

編輯：PHP 相關知識

PHP AES 加密算法完整實作範例

在 PHP 開發中，資料加密是保護敏感資訊的關鍵手段。AES（Advanced Encryption Standard）作為目前最廣泛採用的對稱加密算法，因其安全性高、效能好，成為開發者的首選。本文將詳細介紹如何在 PHP 中正確實作 AES-256-CBC 加密與解密，並說明為何應棄用舊版 mcrypt 擴展，改用現代化的 openssl 函數庫。

為什麼不再推薦使用 mcrypt？

早期 PHP 專案常使用 mcrypt 擴展實作 AES 加密。然而，mcrypt 自 PHP 7.1 起被棄用，並在 PHP 7.2 中完全移除。其主要問題包括：

長期未維護，存在潛在安全漏洞
API 設計老舊，容易導致實作錯誤（如 IV 處理不當）
不支援現代加密模式與最佳實踐

因此，所有新專案與現有專案維護都應遷移至 openssl_encrypt() 與 openssl_decrypt()。

核心概念：金鑰派生、IV 與填充

正確的 AES 實作需注意三個關鍵要素：

金鑰派生：不應直接使用密碼作為金鑰，而應透過 PBKDF2、HKDF 或至少 SHA-256 雜湊衍生固定長度金鑰（AES-256 需 32 位元組）。
初始化向量（IV）：CBC 模式要求唯一、不可預測的 IV。每次加密應生成新的隨機 IV（random_bytes(16)），並與密文一起儲存（通常前綴於密文前）。
填充模式：OpenSSL 預設使用 PKCS#7 填充，與舊版 mcrypt 的行為一致，無需手動處理。

完整程式碼範例：AES-256-CBC 加密類

<?php

class AesEncryption
{
    private const CIPHER = 'aes-256-cbc';
    private const KEY_LENGTH = 32; // 256 bits
    private const IV_LENGTH = 16;  // 128 bits

    private string $key;

    public function __construct(string $secretKey)
    {
        // 使用 SHA-256 將任意長度的密鑰轉為 32 位元組
        $this->key = hash('sha256', $secretKey, true);
    }

    /**
     * 加密資料
     * @param string $plaintext 明文
     * @return string Base64 編碼的密文（含 IV 前綴）
     */
    public function encrypt(string $plaintext): string
    {
        // 生成隨機 IV
        $iv = random_bytes(self::IV_LENGTH);

        // 加密
        $ciphertext = openssl_encrypt(
            $plaintext,
            self::CIPHER,
            $this->key,
            OPENSSL_RAW_DATA,
            $iv
        );

        if ($ciphertext === false) {
            throw new \RuntimeException('加密失敗：' . openssl_error_string());
        }

        // 將 IV 前綴於密文，並 Base64 編碼便於儲存/傳輸
        return base64_encode($iv . $ciphertext);
    }

    /**
     * 解密資料
     * @param string $encodedCiphertext Base64 編碼的密文（含 IV 前綴）
     * @return string 明文
     */
    public function decrypt(string $encodedCiphertext): string
    {
        $data = base64_decode($encodedCiphertext, true);
        if ($data === false) {
            throw new \InvalidArgumentException('無效的 Base64 編碼');
        }

        if (strlen($data) < self::IV_LENGTH) {
            throw new \InvalidArgumentException('密文長度不足');
        }

        // 提取 IV 與實際密文
        $iv = substr($data, 0, self::IV_LENGTH);
        $ciphertext = substr($data, self::IV_LENGTH);

        $plaintext = openssl_decrypt(
            $ciphertext,
            self::CIPHER,
            $this->key,
            OPENSSL_RAW_DATA,
            $iv
        );

        if ($plaintext === false) {
            throw new \RuntimeException('解密失敗：資料可能已損壞或金鑰錯誤');
        }

        return $plaintext;
    }
}

// 使用範例
$crypto = new AesEncryption('MySecretKey123!@#');
$original = '敏感資料：信用卡號 4242-4242-4242-4242';

$encrypted = $crypto->encrypt($original);
echo "加密結果: {$encrypted}\n";

$decrypted = $crypto->decrypt($encrypted);
echo "解密結果: {$decrypted}\n";

// 驗證
assert($original === $decrypted, '加解密不一致');
?>

關鍵安全提醒

金鑰管理：勿將金鑰硬編碼在程式碼中，應使用環境變數、金鑰管理系統（KMS）或密碼管理工具。
完整性驗證：上述範例僅提供機密性。若需防範密文竄改，應改用 AES-GCM（aes-256-gcm）或額外加上 HMAC 驗證（Encrypt-then-MAC）。
錯誤處理：生產環境應記錄加解密失敗日誌，但勿洩露敏感細節。