本文將介紹一個簡單易用的加密/解密演算法:使用異或(XOR)運算。本演算法原理簡單，旨在使讀者對資訊的加密/解密有一個更直觀的印象。
XOR演算法原理
從加密的主要方法來看，換位法過於簡單，特別是對於資料量少的情況很容易由密文猜出明文，而替換法不失為一種行之有效的簡易演算法。
從各種替換法運算的特點來看，異或運算最適合用於簡易加解密運算，這種方法的原理是:當一個數A和另一個數B進行異或運算會產生另一個數C，如果再將C和B進行異或運算則C又會還原為A。
相對於其他的簡易加密演算法，XOR演算法的優點如下。
(1)演算法簡單，對於高階語言很容易實現。
(2)速度快，可以在任何時間、任何地方使用。
(3)對任何字元都是有效的，不像有些簡易加密演算法，只對西文字元有效，對中文加密後再解密無法還原為原來的字元。
XOR演算法實作
上一部分介紹如何使用XOR運算進行加密/解密的原理，本節將使用其加密使用者的登入資訊。根據上一小節介紹的XOR加密演算法的原理，不難寫出以下的加密解密函數。首先列出加密演算法。
1 ＜!--encrypy_xor:簡單使用XOR運算的加密函數-----------------------＞
2 ＜?php
3 //加密函數
4 function myEncrypt($string, $key)
5 {
6 for($i=0; $i＜STRLEN($STRING); p $i++)<>
7 {
8 for($j=0; $j＜STRLEN($KEY); p $j++)<>
9 {
10 $string[$i] = $string[$i]^$key[$j];
11 }
12 }
13 return $string;
14 }
第4行定義了加密函數myEncrypt()，輸入參數$string為明文，而$key為密鑰;輸出為使用$key作為密鑰並使用XOR加密演算法產生的密文。
第6～12行的外層for循環對明文字串的每一個字元進行循環，而內層的for循環(第8～11行)對明文的每一字元循環與密鑰的每一位做異或運算。其原理已在上一小節介紹，不再重述。
同樣，與加密函數類似，可以寫出下面的解密函數。
1 //解密函數
2 function myDecrypt($string, $key)
3 {
4 for($i=0; $i＜STRLEN($STRING); p $i++)<>
5 {
6 for($j=0; $j＜STRLEN($KEY); p $j++)<>
7 {
8 $string[$i] = $key[$j]^$string[$i];
9 }
10 }
11 return $string;
12 }
13 ?＞
第4行定義了解密函數myDecrypt ()，輸入參數$string為密文，而$key為金鑰;輸出為使用$key作為金鑰並使用XOR解密演算法產生的明文。
下面，透過一個應用範例來進一步說明加密函數的功能。
1 //範例
2 $my_password="chair";
3 echo "my_password = $my_password";
4 $my_key="1234567890";
5 $my_password_en=myEncrypt($my_password,$my_key);
6 echo "my_password_en = $my_password_en";
7 $my_password_de=myDecrypt($my_password_en,$my_key);
8 echo "my_password_de = $my_password_de";
第3行先定義了一個明文$my_password，然後在第4行定義金鑰$my_key。
第5、6行分別呼叫加密函數產生密文並輸出;反過來，又在第7、8行將密文解密。
上面範例的運行結果如下。
my_password = chair
my_password_en = RYPXC
my_password_de = chair
用XOR演算法實現身份驗證
上兩部分分別介紹了使用XOR運算進行資訊加密/解密的原理和實現，下面，將使用此方法來對使用者的登入密碼進行加密。本例中，為了保護使用者的密碼，系統想要達到的目的如下。
·在用戶註冊時，用戶需要添寫用戶密碼表單。
·除用戶本人之外，其他任何人都無法獲取其密碼信息，包括系統設計者和資料庫管理員。
·系統能根據使用者輸入的密碼驗證使用者的合法性。
為了達到上述目的，使用XOR演算法時可以選擇使用者名稱作為明文，而金鑰則是使用者自訂的密碼，然後將加密後的使用者名稱儲存在資料庫中。
另外，在使用者登入的時候，有以下兩種方式來驗證合法使用者。
(1)根據其提交的用戶名(明文)和密碼(密鑰)資訊重新加密，並使用加密後的資訊與資料庫中儲存的密碼資訊進行比較，如果相等，則用戶合法，否則，為非法用戶。
(2)根據資料庫中儲存的密碼資訊(明文)和使用者輸入的密碼(金鑰)資訊進行解密，並把加密後的資訊與使用者提交的使用者名稱進行比較，如果相等，則使用者合法，否則，為非法用戶。
兩種方式都可以實現第3個目的，本例，將採用第2種方式。本例的實作代碼可在18.4.1節「使用者登入」和18.4.2節「檢查使用者」的實作基礎之上實現，其中「使用者登入」頁面無需變化，「檢查用戶」的實現參考如下。
1 ＜?php
2 session_start(); //裝載Session函式庫，一定要放在首行
3 $user_name=$_POST["user_name"];
4 session_register("user_name"); //註冊$user_name變數,注意沒有$符號
5
6 require_once("sys_conf.inc"); //系統設定文件，包含資料庫設定資訊
7 require_once("encrypy_xor.php"); //包含xor加密函式文件
8
9 //連接資料庫
10 $link_id=mysql_connect($DBHOST,$DBUSER,$DBPWD);
11 mysql_select_db($DBNAME); //選擇資料庫my_chat
12
13 //查詢是否有登入使用者資訊
14 $str="select name,password from user where name ='$user_name'";
15 $result=mysql_query($str,$link_id); //執行查詢
16 @$rows=mysql_num_rows($result); //取得查詢結果的記錄筆數
17 $user_name=$_SESSION["user_name"];
18 $password=$_POST["password"];
19 $password_en=myEncrypt($user_name,$password); //加密使用者訊息
20
21 //對於舊用戶
22 if($rows!=0)
23 {
24 list($name,$pwd)=mysql_fetch_row($result);
25 $password_de=myDecrypt($pwd,$password); //解密使用者資訊
26
27 //如果密碼輸入正確
28 if($user_name==$password_de)
29 {
30 $str="update user set is_online =1 where name ='$user_name' and password='$password_en'";
31 $result=mysql_query($str, $link_id); //執行查詢
32 require("main.php"); //前往聊天頁面
33 }
34 //密碼輸入錯誤
35 else
36 {
37 require("relogin.php");
38 }
39 }
40 //對於新用戶，將其資訊寫入資料庫
41 else
42 {
43 $str="insert into user (name,password,is_online) values('$user_name', '$password_en',1)";
44 $result=mysql_query($str, $link_id); //執行查詢
45 require("main.php"); //前往聊天頁面
46 }
47 //關閉資料庫
48 mysql_close($link_id);
49 ?＞
第7行引入了加密函數檔encrypy_xor.php，包括上一小節介紹的兩個函數。
第19行，使用用戶提交的用戶名和密碼得到加密後的密碼值，並且對於新用戶，在第44行將這個加密後的值儲存在資料庫中。
另外，對於老用戶，在第24獲取資料庫中用戶名和加密後的密碼信息，並在25行利用這兩個值進行解密，然後在第28行通過比較解密後的值與用戶提交的用戶名信息來檢查用戶的合法性。
自動產生金鑰
上一部分介紹如何使用XOR加密演算法進行對用戶資訊的加密，其中，用戶所輸入的口令資訊實際上成為了加密演算法中的金鑰，而用戶名作為明文使用，雖然這能很好地完成功能，但是在邏輯上，這種方法似乎有些不合理。
本文將介紹一種自動產生金鑰的技術，可以使用自動產生的金鑰對使用者提交的密碼明文加密，使邏輯更加合理一些。
本例，假設產生的密鑰為512位元。代碼如下。
1 ＜!--keygen.php:自動產生金鑰------------------------------------＞
2 ＜?php
3
4 //自動產生長度為$len的金鑰
5 function generate_key($len)
6 {
7 $lowerbound = 35 ;
8 $upperbound = 96 ;
9 $strMyKey = "";
10
11 for($i=1;$i<=$len;$i++)
12 {
13 $rnd=rand(0,100); //產生隨機數
14 $k = (($upperbound - $lowerbound) + 1) * $rnd + $lowerbound;
15 $strMyKey=$strMyKey.$k;
16 }
17 return $strMyKey;
18 }
19
20 //將金鑰寫入檔案$file_name
21 function write_key($key,$file_name)
22 {
23 $filename="C:key.txt";
24 $key=generate_key($key,512);
25
26 //使用新增模式開啟$filename，檔案指標將會在檔案的結尾
27 if(!$handle=fopen($filename,'w'))
28 {
29 print"不能開啟檔案$filename";
30 exit;
31 }
32
33 //將$key寫入到我們開啟的檔案中。
34 if(!fwrite($handle,$key))
35 {
36 print"不能寫入到檔案$filename";
37 exit;
38 }
39 fclose($handle);
40 }
41
42 //讀取金鑰檔案中的金鑰
43 function get_key($file_name)
44 {
45 //開啟文件
46 $fp = fopen ($file_name, "r");
47 $result="";
48 //逐行讀取
49 while (!feof($fp))
50 {
51 $buffer = fgets($fp, 4096);
52 $result=$result.$buffer;
53 }
54 return $result;
55 }
56
57 ///*
58 $KeyLocation = "C:key.txt"; //儲存金鑰的文件
59 $key="123456";
60 write_key($key,$KeyLocation);
61 echo get_key($KeyLocation);
62 //*/
63 ?＞
程式碼包含3個函數。
·generate_key($len):自動產生長度為$len的金鑰
·write_key($key,$file_name):將金鑰寫入檔案$file_name
·get_key($file_name):讀取金鑰檔案$file_name中的密鑰值
在使用時，當使用者第一次登入系統時，自動為其產生密鑰值，對於這個密鑰值，可以有兩種方式來處理。
(1)將其存入資料庫的某個欄位中，這種方法的缺點是密鑰在資料庫中的安全性無法得到保證;
(2)將這個密鑰保存在用戶本地的文件中，這樣就可以避免密鑰被別人獲取，但這種方式的缺點是，當使用者使用其他機器存取系統時，就無法登入。
本例中，將使用第2種方式。
具體地，上面程式碼第11～18行透過產生隨機數的方式來不斷產生金鑰，並透過一個計算來增強其複雜性。其中的lowerbound和upperbound的數值其實就是你想使用來加密的ASCII字元範圍。下面是產生的一個密鑰檔案範例。
208123915925183361116049369344372701567721435181102718332639307390344373445407
524316475863232913993383189547474747394154915312639841226741894189965623523913
011164730113445201935692839710274127251577929493941487145611337531549110895367
593586318332391170941272701152344371709270125776235313540032267139933835677407
617384135696111239130732949469623520815987524358635491542913374933524334454251
400327015367133759324537171709152357391089524342514685239122673135531363151191
833412771743139654…
最后，需要把密钥保存在服务器上一个安全的地方，然后就可以利用其和诸如XOR这样的加密算法来对用户信息进行加密/解密了。如何在上一部分介紹的XOR中使用這個金鑰非常簡單，不再詳述。共2頁。 9 7 1 2