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PHP数据压缩、加解密(pack, unpack)

2024-07-29 01:04:39   219人阅读

 

PHP数据压缩、加解密(pack, unpack)

 
网络通信、文件存储中经常需要交换数据，为了减少网络通信流量、文件存储大小以及加密通信规则，经常需要对数据进行双向加解密以保证数据的安全。
PHP中实现此功能主要需要使用的函数主要是pack及unpack函数
 
pack

压缩资料到位字符串之中。

语法: string pack(string format, mixed [args]...);

返回值: 字符串
本函数用来将资料压缩打包到位的字符串之中。
 
a - NUL- 字符串填满[padded string] 将字符串空白以 NULL 字符填满
A - SPACE- 字符串填满[padded string]
h – 十六进制字符串，低“四位元”[low nibble first] (低位在前)
H - 十六进制字符串，高“四位元”[high nibble first](高位在前)
c – 带有符号的字符
C – 不带有符号的字符
s – 带有符号的短模式[short]（通常是16位，按机器字节顺序）
S – 不带有符号的短模式[short]（通常是16位，按机器字节排序）
n -不带有符号的短模式[short]（通常是16位，按大endian字节排序）
v -不带有符号的短模式[short]（通常是16位，按小endian字节排序）
i – 带有符号的整数（由大小和字节顺序决定）
I – 不带有符号的整数（由大小和字节顺序决定）
l– 带有符号的长模式[long]（通常是32位，按机器字节顺序）
L – 不带有符号的长模式[long]（通常是32位，按机器字节顺序）
N – 不带有符号的长模式[long]（通常是32位，按大edian字节顺序）
V– 不带有符号的长模式[long]（通常是32位，按小edian字节顺序）
f –浮点（由大小和字节顺序决定）
d – 双精度（由大小和字节顺序决定）
x – 空字节[NUL byte]
X- 后面一个字节[Back up one byte](倒回一位)
 
 

unpack

解压缩位字符串资料。

语法: string pack(string format, mixed [args]...);

返回值: 数组
本函数用来将位的字符串的资料解压缩。本函数和 Perl 的同名函数功能用法完全相同。
 
案例一、pack实现缩减文件数据存储大小
[php] view plaincopy
 
 
  1. <?php  
  2. //存储整数1234567890  
  3. file_put_contents("test.txt", 1234567890);  
此时test.txt的文件大小是10byte。注意此时文件大小是10字节，实际占用空间大小是1KB。
 
上面存储的整数实际是以字符串形式存储于文件test.txt中。
但如果以整数的二进制字符串存jy储，将会缩减至4byte。
[php] view plaincopy
 
 
  1. <?php  
  2. print_r(unpack("i", file_get_contents("test.txt")));  
 
 
 
案例二、数据加密
以字符串形式存储一段有意义数据，7-110-abcdefg-117。
字符"-"分割后，第一位表示字符串长度，第二位表示存储位置，第三位表示实际存储的字符串，第四位表示结尾位置。
[php] view plaincopy
 
 
  1. <?php  
  2. file_put_contents("test.txt", "7-110-abcdefg-117");  
上述方法缺点：
一、数据存储大小
二、数据以明文方式存储，如果是任何敏感信息，都可能造成不安全访问。
三、文件存储大小，以不规则方式递增。
 
加密：
[php] view plaincopy
 
 
  1. <?php  
  2. file_put_contents("test.txt", pack("i2a7i1", 7, 110, "abcdefg", 117));  
存储一段数据，加密格式为：整数2位长度字符串10位长度整数1位长度。
优点：
一、数据大小最优化
二、在不知道"i2a7i1"这样的压缩格式时，即使拿到文件，也无法正确读出二进制文件转化为明文。
三、数据增加时，文件存储大小是等量递增。每次都是以19byte递增。
 
案例三、key-value型文件存储
存储生成的文件为两个：索引文件，数据文件
文件中数据存储的格式如下图：
代码实现：
[php] view plaincopy
 
 
  1. <?php  
  2. error_reporting(E_ALL);  
  3.   
  4. class fileCacheException extends Exception{  
  5.   
  6. }  
  7.   
  8. //Key-Value型文件存储  
  9. class fileCache{  
  10.      private $_file_header_size = 14;  
  11.      private $_file_index_name;  
  12.      private $_file_data_name;  
  13.      private $_file_index;//索引文件句柄  
  14.      private $_file_data;//数据文件句柄  
  15.      private $_node_struct;//索引结点结构体  
  16.      private $_inx_node_size = 36;//索引结点大小  
  17.   
  18.      public function __construct($file_index="filecache_index.dat", $file_data=http://www.mamicode.com/"filecache_data.dat"){  
  19.           $this->_node_struct = array(  
  20.                ‘next‘=>array(1, ‘V‘),  
  21.                ‘prev‘=>array(1, ‘V‘),  
  22.               ‘data_offset‘=>array(1,‘V‘),//数据存储起始位置  
  23.               ‘data_size‘=>array(1,‘V‘),//数据长度  
  24.               ‘ref_count‘=>array(1,‘V‘),//引用此处，模仿PHP的引用计数销毁模式  
  25.               ‘key‘=>array(16,‘H*‘),//存储KEY  
  26.           );  
  27.   
  28.           $this->_file_index_name = $file_index;  
  29.           $this->_file_data_name = $file_data;  
  30.   
  31.           if(!file_exists($this->_file_index_name)){  
  32.                $this->_create_index();  
  33.           }else{  
  34.                $this->_file_index = fopen($this->_file_index_name, "rb+");  
  35.           }  
  36.   
  37.           if(!file_exists($this->_file_data_name)){  
  38.                $this->_create_data();  
  39.           }else{  
  40.                $this->_file_data = fopen($this->_file_data_name, "rb+");//二进制存储需要使用b  
  41.           }  
  42.      }  
  43.   
  44.      //创建索引文件  
  45.      private function _create_index(){  
  46.           $this->_file_index = fopen($this->_file_index_name, "wb+");//二进制存储需要使用b  
  47.           if(!$this->_file_index)   
  48.                throw new fileCacheException("Could‘t open index file:".$this->_file_index_name);  
  49.   
  50.           $this->_index_puts(0, ‘<‘.‘?php exit()?‘.‘>‘);//定位文件流至起始位置0, 放置php标记防止下载  
  51.           $this->_index_puts($this->_file_header_size, pack("V1", 0));  
  52.      }  
  53.   
  54.   
  55.      //创建存储文件  
  56.      private function _create_data(){  
  57.           $this->_file_data = fopen($this->_file_data_name, "wb+");//二进制存储需要使用b  
  58.           if(!$this->_file_index)   
  59.                throw new fileCacheException("Could‘t open index file:".$this->_file_data_name);  
  60.   
  61.           $this->_data_puts(0, ‘<‘.‘?php exit()?‘.‘>‘);//定位文件流至起始位置0, 放置php标记防止下载  
  62.      }  
  63.   
  64.      private function _index_puts($offset, $data, $length=false){  
  65.           fseek($this->_file_index, $offset);  
  66.   
  67.           if($length)  
  68.           fputs($this->_file_index, $data, $length);  
  69.           else  
  70.           fputs($this->_file_index, $data);  
  71.      }  
  72.   
  73.      private function _data_puts($offset, $data, $length=false){  
  74.           fseek($this->_file_data, $offset);  
  75.           if($length)  
  76.           fputs($this->_file_data, $data, $length);  
  77.           else  
  78.           fputs($this->_file_data, $data);  
  79.      }  
  80.   
  81.      /** 
  82.      * 文件锁 
  83.      * @param $is_block 是否独占、阻塞锁 
  84.      */  
  85.      private function _lock($file_res, $is_block=true){  
  86.           flock($file_res, $is_block ? LOCK_EX : LOCK_EX|LOCK_NB);  
  87.      }  
  88.   
  89.      private function _unlock($file_res){  
  90.           flock($file_res, LOCK_UN);  
  91.      }  
  92.   
  93.      public function add($key, $value){  
  94.           $key = md5($key);  
  95.           $value = serialize($value);  
  96.           $this->_lock($this->_file_index, true);  
  97.           $this->_lock($this->_file_data, true);  
  98.   
  99.           fseek($this->_file_index, $this->_file_header_size);  
  100.   
  101.           list(, $index_count) = unpack(‘V1‘, fread($this->_file_index, 4));  
  102.   
  103.           $data_size = filesize($this->_file_data_name);  
  104.   
  105.           fseek($this->_file_data, $data_size);  
  106.   
  107.           $value_size = strlen($value);  
  108.   
  109.           $this->_data_puts(filesize($this->_file_data_name), $value);  
  110.   
  111.           $node_data =   
  112.           pack("V1V1V1V1V1H32", ($index_count==0) ? 0 : $index_count*$this->_inx_node_size, 0, filesize($this->_file_data_name), strlen($value), 0, $key);  
  113.   
  114.           $index_count++;  
  115.   
  116.           $this->_index_puts($this->_file_header_size, $index_count, 4);  
  117.   
  118.           $this->_index_puts($this->get_new_node_pos($index_count), $node_data);  
  119.   
  120.           $this->_unlock($this->_file_data);  
  121.           $this->_unlock($this->_file_index);  
  122.      }  
  123.   
  124.      public function get_new_node_pos($index_count){  
  125.           return $this->_file_header_size + 4 + $this->_inx_node_size * ($index_count-1);  
  126.      }  
  127.   
  128.      public function get_node($key){  
  129.           $key = md5($key);  
  130.           fseek($this->_file_index, $this->_file_header_size);  
  131.           $index_count = fread($this->_file_index, 4);  
  132.   
  133.           if($index_count>0) {  
  134.                for ($i=0; $i < $index_count ; $i++) {   
  135.                     fseek($this->_file_index, $this->_file_header_size + 4 + $this->_inx_node_size * $i);  
  136.                     $data = fread($this->_file_index, $this->_inx_node_size);  
  137.                     $node = unpack("V1next/V1prev/V1data_offset/V1data_size/V1ref_count/H32key", $data);  
  138.   
  139.                     if($key == $node[‘key‘]){  
  140.                          return $node;  
  141.                     }  
  142.                }  
  143.           }else{  
  144.                return null;  
  145.           }  
  146.      }  
  147.   
  148.      public function get_data($offset, $length){  
  149.           fseek($this->_file_data, $offset);  
  150.           return unserialize(fread($this->_file_data, $length));  
  151.      }  
  152. }  
  153.   
  154. //使用方法  
  155. $cache = new fileCache();  
  156. $cache->add(‘abcdefg‘ , ‘testabc‘);  
  157. $data = $cache->get_node(‘abcdefg‘);  
  158. print_r($data);  
  159. echo $cache->get_data($data[‘data_offset‘], $data[‘data_size‘]);  


 
案例四、socket通信加密
通信双方都定义好加密格式:
例如：
[php] view plaincopy
 
 
  1. $LOGIN = array(  
  2.      ‘COMMAND‘=>array(‘a30‘, ‘LOGIN‘),  
  3.      ‘DATA‘=>array(‘a30‘, ‘HELLO‘)  
  4. );  
  5.   
  6. $LOGOUT = array(  
  7.      ‘COMMAND‘=>array(‘a30‘, ‘LOGOUT‘),  
  8.      ‘DATA‘=>array(‘a30‘, ‘GOOD BYE‘)  
  9. );  
  10.   
  11. $LOGIN_SUCCESS = array(  
  12.      ‘COMMAND‘=>array(‘a30‘, ‘LOGIN_SUCCESS‘),  
  13.      ‘DATA‘=>array(‘V1‘, 1)  
  14. );  
  15.   
  16. $LOGOUT_SUCCESS = array(  
  17.      ‘COMMAND‘=>array(‘a30‘, ‘LOGIN_SUCCESS‘),  
  18.      ‘DATA‘=>array(‘V1‘, time())  
  19. );  
服务器端与客户端根据解析COMMAND格式，找到对应的DATA解码方式，得到正确的数据.
 
 
http://blog.csdn.net/yongcto/article/details/17366605

PHP数据压缩、加解密(pack, unpack)


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