January
28th,
2011
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AuthCode
UCenter API 中的加密解密函数,被称为 php 领域的经典之作,也是康盛公司为 php 做的一大贡献
这个函数,可以通过一个 KEY ,生成动态的密文,并可以再通过这个 KEY 来解密
我没有研究过什么加密算法,所以对这个的基础知识也不是很了解,或许在 C# 中会有更强大的算法,但是这个函数在做 UCenter API 的时候是必需的。
也是 UCenter API php 版翻译成 C# 版本中最难的一个部分。
PHP 版详解
// $string: 明文 或 密文
// $operation:DECODE表示解密,其它表示加密
// $key: 密匙
// $expiry:密文有效期
//字符串解密加密
function authcode($string, $operation = 'DECODE', $key = '', $expiry = 0) {
// 动态密匙长度,相同的明文会生成不同密文就是依靠动态密匙
$ckey_length = 4; // 随机密钥长度 取值 0-32;
// 加入随机密钥,可以令密文无任何规律,即便是原文和密钥完全相同,加密结果也会每次不同,增大破解难度。
// 取值越大,密文变动规律越大,密文变化 = 16 的 $ckey_length 次方
// 当此值为 0 时,则不产生随机密钥
// 密匙
$key = md5($key ? $key : UC_KEY);
// 密匙a会参与加解密
$keya = md5(substr($key, 0, 16));
// 密匙b会用来做数据完整性验证
$keyb = md5(substr($key, 16, 16));
// 密匙c用于变化生成的密文
$keyc = $ckey_length ? ($operation == 'DECODE' ? substr($string, 0, $ckey_length): substr(md5(microtime()), -$ckey_length)) : '';
// 参与运算的密匙
$cryptkey = $keya.md5($keya.$keyc);
$key_length = strlen($cryptkey);
// 明文,前10位用来保存时间戳,解密时验证数据有效性,10到26位用来保存$keyb(密匙b),解密时会通过这个密匙验证数据完整性
// 如果是解码的话,会从第$ckey_length位开始,因为密文前$ckey_length位保存 动态密匙,以保证解密正确
$string = $operation == 'DECODE' ? base64_decode(substr($string, $ckey_length)) : sprintf('%010d', $expiry ? $expiry + time() : 0).substr(md5($string.$keyb), 0, 16).$string;
$string_length = strlen($string);
$result = '';
$box = range(0, 255);
$rndkey = array();
// 产生密匙簿
for($i = 0; $i <= 255; $i++) {
$rndkey[$i] = ord($cryptkey[$i % $key_length]);
}
// 用固定的算法,打乱密匙簿,增加随机性,好像很复杂,实际上对并不会增加密文的强度
for($j = $i = 0; $i < 256; $i++) {
$j = ($j + $box[$i] + $rndkey[$i]) % 256;
$tmp = $box[$i];
$box[$i] = $box[$j];
$box[$j] = $tmp;
}
// 核心加解密部分
for($a = $j = $i = 0; $i < $string_length; $i++) {
$a = ($a + 1) % 256;
$j = ($j + $box[$a]) % 256;
$tmp = $box[$a];
$box[$a] = $box[$j];
$box[$j] = $tmp;
// 从密匙簿得出密匙进行异或,再转成字符
$result .= chr(ord($string[$i]) ^ ($box[($box[$a] + $box[$j]) % 256]));
}
if($operation == 'DECODE') {
// 验证数据有效性,请看未加密明文的格式
if((substr($result, 0, 10) == 0 || substr($result, 0, 10) - time() > 0) && substr($result, 10, 16) == substr(md5(substr($result, 26).$keyb), 0, 16)) {
return substr($result, 26);
} else {
return '';
}
} else {
// 把动态密匙保存在密文里,这也是为什么同样的明文,生产不同密文后能解密的原因
// 因为加密后的密文可能是一些特殊字符,复制过程可能会丢失,所以用base64编码
return $keyc.str_replace('=', '', base64_encode($result));
}
}
这份详解不是我写的,网上有很多,找不到原作者了
C# 版
/// <summary>
/// AuthCode解码&编码
/// </summary>
/// <param name="sourceStr">原始字符串</param>
/// <param name="operation">操作类型</param>
/// <param name="keyStr">API KEY</param>
/// <param name="expiry">过期时间 0代表永不过期</param>
/// <returns></returns>
private static string AuthCode(string sourceStr, AuthCodeMethod operation, string keyStr, int expiry = 0)
{
var ckeyLength = 4;
var source = Encode.GetBytes(sourceStr);
var key = Encode.GetBytes(keyStr);
key = Md5(key);
var keya = Md5(SubBytes(key, 0, 0x10));
var keyb = Md5(SubBytes(key, 0x10, 0x10));
var keyc = (ckeyLength > 0)
? ((operation == AuthCodeMethod.Decode)
? SubBytes(source, 0, ckeyLength)
: RandomBytes(ckeyLength))
: new byte[0];
var cryptkey = AddBytes(keya, Md5(AddBytes(keya, keyc)));
var keyLength = cryptkey.Length;
if (operation == AuthCodeMethod.Decode)
{
while (source.Length % 4 != 0)
{
source = AddBytes(source, Encode.GetBytes("="));
}
source = Convert.FromBase64String(BytesToString(SubBytes(source, ckeyLength)));
}
else
{
source =
AddBytes(
(expiry != 0
? Encode.GetBytes((expiry + PhpTimeNow()).ToString())
: Encode.GetBytes("0000000000")),
SubBytes(Md5(AddBytes(source, keyb)), 0, 0x10), source);
}
var sourceLength = source.Length;
var box = new int[256];
for (var k = 0; k < 256; k++)
{
box[k] = k;
}
var rndkey = new int[256];
for (var i = 0; i < 256; i++)
{
rndkey[i] = cryptkey[i % keyLength];
}
for (int j = 0, i = 0; i < 256; i++)
{
j = (j + box[i] + rndkey[i]) % 256;
var tmp = box[i];
box[i] = box[j];
box[j] = tmp;
}
var result = new byte[sourceLength];
for (int a = 0, j = 0, i = 0; i < sourceLength; i++)
{
a = (a + 1) % 256;
j = (j + box[a]) % 256;
var tmp = box[a];
box[a] = box[j];
box[j] = tmp;
result[i] = (byte)(source[i] ^ (box[(box[a] + box[j]) % 256]));
}
if (operation == AuthCodeMethod.Decode)
{
var time = long.Parse(BytesToString(SubBytes(result, 0, 10)));
if ((time == 0 ||
time - PhpTimeNow() > 0) &&
BytesToString(SubBytes(result, 10, 16)) == BytesToString(SubBytes(Md5(AddBytes(SubBytes(result, 26), keyb)), 0, 16)))
{
return BytesToString(SubBytes(result, 26));
}
return "";
}
return BytesToString(keyc) + Convert.ToBase64String(result).Replace("=", "");
}
/// <summary>
/// Byte数组转字符串
/// </summary>
/// <param name="b">数组</param>
/// <returns></returns>
public static string BytesToString(byte[] b)
{
return new string(Encode.GetChars(b));
}
/// <summary>
/// 计算Md5
/// </summary>
/// <param name="b">byte数组</param>
/// <returns>计算好的字符串</returns>
public static byte[] Md5(byte[] b)
{
var cryptHandler = new MD5CryptoServiceProvider();
var hash = cryptHandler.ComputeHash(b);
var ret = "";
foreach (var a in hash)
{
if (a < 16)
{ ret += "0" + a.ToString("x"); }
else
{ ret += a.ToString("x"); }
}
return Encode.GetBytes(ret);
}
/// <summary>
/// Byte数组相加
/// </summary>
/// <param name="bytes">数组</param>
/// <returns></returns>
public static byte[] AddBytes(params byte[][] bytes)
{
var index = 0;
var length = 0;
foreach(var b in bytes)
{
length += b.Length;
}
var result = new byte[length];
foreach(var bs in bytes)
{
foreach (var b in bs)
{
result[index++] = b;
}
}
return result;
}
/// <summary>
/// Byte数组分割
/// </summary>
/// <param name="b">数组</param>
/// <param name="start">开始</param>
/// <param name="length">结束</param>
/// <returns></returns>
public static byte[] SubBytes(byte[] b, int start, int length = int.MaxValue)
{
if (start >= b.Length) return new byte[0];
if (start < 0) start = 0;
if (length < 0) length = 0;
if (length>b.Length || start + length > b.Length) length = b.Length - start;
var result = new byte[length];
var index = 0;
for(var k = start;k< start + length;k++)
{
result[index++] = b[k];
}
return result;
}
/// <summary>
/// 计算Php格式的当前时间
/// </summary>
/// <returns>Php格式的时间</returns>
public static long PhpTimeNow()
{
return DateTimeToPhpTime(DateTime.UtcNow);
}
/// <summary>
/// PhpTime转DataTime
/// </summary>
/// <returns></returns>
public static DateTime PhpTimeToDateTime(long time)
{
var timeStamp = new DateTime(1970, 1, 1); //得到1970年的时间戳
var t = (time + 8 * 60 * 60) * 10000000 + timeStamp.Ticks;
return new DateTime(t);
}
/// <summary>
/// DataTime转PhpTime
/// </summary>
/// <param name="datetime">时间</param>
/// <returns></returns>
public static long DateTimeToPhpTime(DateTime datetime)
{
var timeStamp = new DateTime(1970, 1, 1); //得到1970年的时间戳
return (datetime.Ticks - timeStamp.Ticks) / 10000000; //注意这里有时区问题,用now就要减掉8个小时
}
/// <summary>
/// 随机字符串
/// </summary>
/// <param name="lens">长度</param>
/// <returns></returns>
public static byte[] RandomBytes(int lens)
{
var chArray = new[]
{
'a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f', 'g', 'h', 'j', 'k', 'l', 'm', 'n', 'o', 'p', 'q',
'r', 's', 't', 'u', 'v', 'w', 'x', 'y', 'z', 'A', 'B', 'C', 'D', 'E', 'F', 'G',
'H', 'J', 'K', 'L', 'M', 'N', 'O', 'P', 'Q', 'R', 'S', 'T', 'U', 'V', 'W', 'X',
'Y', 'Z', '0', '1', '2', '3', '4', '5', '6', '7', '8', '9'
};
var length = chArray.Length;
var result = new byte[lens];
var random = new Random();
for (var i = 0; i < lens; i++)
{
result[i] = (byte) chArray[random.Next(length)];
}
return result;
}
/// <summary>
/// 操作类型
/// </summary>
enum AuthCodeMethod
{
Encode,
Decode,
}
C# 版是一行一行按照原版本翻译的,增加了一些 C# 中没有的函数
1、string -> byte[] 的问题
在这段算法中,经常会用到 Base64 算法,C# 中的 Base64 要求输入的是 byte[] 数组
在 php 程序中,都是直接用字符串的,而且也没有问题。
那在 C# 版中自然想到了 Encoding.Default.GetBytes() 函数
但这个函数有个很奇怪的问题:
Encoding.UTF8.GetBytes(((char) 200).ToString())[0].ToString() //最后的值是多少?
运行一下后发现它不是200,因为这个函数涉及到了编码问题
所以上述的操作,如果直接对字符串操作,那会出现很多问题,因为 php 和 C# 对字符串使用的默认编码不同。
所以就改成了对 byte[] 进行操作
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