高速暗号化アルゴリズムとそのPHPへの応用

ネットワーク技術の継続的な発展に伴い、Web アプリケーションの人気はますます高まっており、Web アプリケーションにおける情報セキュリティの重要性が増しています。 Web アプリケーションにおける情報セキュリティの問題を解決するために、人々は多くの暗号化アルゴリズムを開発してきました。その中で最も有名なものは、RSA、DES およびその他のアルゴリズムです。しかし、暗号アルゴリズムの復号には多くの計算量と時間を要し、システムへの負担が大きいため、短時間で高速に暗号化と復号を行うことができる高速暗号アルゴリズムが登場しました。この記事では、PHP における高速暗号化アルゴリズムとその応用について紹介します。

1. 高速暗号化アルゴリズムの概念

高速暗号化アルゴリズムは、ストリーム暗号アルゴリズム (Stream Cipher) とも呼ばれ、データを高速に暗号化および復号化できる暗号化アルゴリズムです。短い時間で。 。他の暗号化アルゴリズム (DES、AES など) とは異なり、高速暗号化アルゴリズムは、アルゴリズム ジェネレーターによって生成された可変長の鍵ストリーム (Key Stream) に基づいて平文を暗号化します。 （アルゴリズムジェネレーター制作）。簡単に言えば、高速暗号化アルゴリズムは、キー ストリームを使用して平文と XOR を行い、暗号化を完了します。

2. PHP における高速暗号化アルゴリズム

PHP における高速暗号化アルゴリズムには、主に Salsa20 と ChaCha20 があります。スケーラブルな32ビットおよび64ビットのブロック暗号化アルゴリズムであり、暗号化処理に高速暗号化アルゴリズムを使用しているため、処理速度が非常に高速です。また、Salsa20やChaCha20の安全性も広く認知されており、Google Chromeなど複数のアプリケーションに採用されています。

Salsa20 アルゴリズム

Salsa20 アルゴリズムは、2005 年にダニエル J. バーンスタインによって提案された高速暗号化アルゴリズムです。 32 ビットのワードベースの暗号化機能を使用しており、任意の長さのデータを暗号化できます。暗号化中に、Salsa20 アルゴリズムは 64 バイト (512 ビット) のサイズのキー ストリームを生成し、キー ストリームとプレーン テキストの XOR 演算を行って暗号化を実現します。

Salsa20 アルゴリズムのアプリケーション

以下は、Salsa20 アルゴリズムを使用して PHP で暗号化と復号化を実装する例です:

$key = 'This is the secret key'; // 密钥
$nonce = '12345678'; // 随机数
$message = 'Hello, world'; // 明文

// 加密
$ciphertext = sodium_crypto_stream_xor($message, $nonce, $key);
echo bin2hex($ciphertext) . "
"; // 输出加密后的密文

// 解密
$plaintext = sodium_crypto_stream_xor($ciphertext, $nonce, $key);
echo $plaintext . "
"; // 输出解密后的明文

上の例では、Sodium を使用しました。拡張ライブラリ のsodium_crypto_stream_xor関数。この関数は、任意の長さのデータの暗号化と復号化に使用できます。

ChaCha20 アルゴリズム

ChaCha20 アルゴリズムは、2008 年にダニエル J. バーンスタインによって提案された高速暗号化アルゴリズムです。 Salsa20 アルゴリズムと同様に、ChaCha20 アルゴリズムも 32 ビット ワードに基づく暗号化関数を使用し、任意の長さのデータを暗号化できます。暗号化中に、ChaCha20 アルゴリズムは 64 バイト (512 ビット) のサイズのキー ストリームを生成し、キー ストリームとプレーン テキストの XOR 演算を行って暗号化を実現します。

ChaCha20 アルゴリズムのアプリケーション

以下は、ChaCha20 アルゴリズムを使用して PHP で暗号化と復号化を実装する例です:

$key = 'This is the secret key'; // 密钥
$nonce = '12345678'; // 随机数
$message = 'Hello, world'; // 明文

// 加密
$ciphertext = sodium_crypto_stream_xor($message, $nonce, $key, 20);
echo bin2hex($ciphertext) . "
"; // 输出加密后的密文

// 解密
$plaintext = sodium_crypto_stream_xor($ciphertext, $nonce, $key, 20);
echo $plaintext . "
"; // 输出解密后的明文

上記の例では、 Sodium 拡張機能 ライブラリ内のsodium_crypto_stream_xor関数は、関数の4番目のパラメータで暗号化用のChaCha20アルゴリズムのみを指定します。 Salsa20 アルゴリズムと比較して、ChaCha20 アルゴリズムは暗号化時により多くの定数とより多くのビットを使用するため、場合によってはより安全で高速です。

3. まとめ

高速暗号アルゴリズムとは、データの暗号化と復号を短時間で高速に行うことができる暗号アルゴリズムであり、Webアプリケーションで広く使われています。 PHP では、Salsa20 および ChaCha20 が一般的に使用される高速暗号化アルゴリズムであり、32 ビット ワードに基づく暗号化関数を使用して暗号化中にキー ストリームを生成し、キー ストリームとプレーン テキストの XOR を実行して暗号化を実現します。実際の開発では、PHP の Sodium 拡張ライブラリを使用して、高速な暗号化アルゴリズムの暗号化と復号を実装できます。

以上が高速暗号化アルゴリズムとそのPHPへの応用の詳細内容です。詳細については、PHP 中国語 Web サイトの他の関連記事を参照してください。