PHP数据压缩和加解密——pack、unpack

Home / Article MrLee 2015-7-28 3690

PHP开发网络通信、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

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。

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。

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:

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:

1362813990_9438

代码实现:
_node_struct = array(
               'next'=>array(1, 'V'),
               'prev'=>array(1, 'V'),
              'data_offset'=>array(1,'V'),//数据存储起始位置
              'data_size'=>array(1,'V'),//数据长度
              'ref_count'=>array(1,'V'),//引用此处,模仿PHP的引用计数销毁模式
              'key'=>array(16,'H*'),//存储KEY
          );
          $this->_file_index_name = $file_index;
          $this->_file_data_name = $file_data;
          if(!file_exists($this->_file_index_name)){
               $this->_create_index();
          }else{
               $this->_file_index = fopen($this->_file_index_name, "rb+");
          }
          if(!file_exists($this->_file_data_name)){
               $this->_create_data();
          }else{
               $this->_file_data = fopen($this->_file_data_name, "rb+");//二进制存储需要使用b
          }
     }
     //创建索引文件
     private function _create_index(){
          $this->_file_index = fopen($this->_file_index_name, "wb+");//二进制存储需要使用b
          if(!$this->_file_index) 
               throw new fileCacheException("Could't open index file:".$this->_file_index_name);
          $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
          $this->_index_puts($this->_file_header_size, pack("V1", 0));
     }

     //创建存储文件
     private function _create_data(){
          $this->_file_data = fopen($this->_file_data_name, "wb+");//二进制存储需要使用b
          if(!$this->_file_index) 
               throw new fileCacheException("Could't open index file:".$this->_file_data_name);
          $this->_data_puts(0, '<'.'?php exit()?'.'>');//定位文件流至起始位置0, 放置php标记防止下载
     }
     private function _index_puts($offset, $data, $length=false){
          fseek($this->_file_index, $offset);
          if($length)
          fputs($this->_file_index, $data, $length);
          else
          fputs($this->_file_index, $data);
     }
     private function _data_puts($offset, $data, $length=false){
          fseek($this->_file_data, $offset);
          if($length)
          fputs($this->_file_data, $data, $length);
          else
          fputs($this->_file_data, $data);
     }
     /**
     * 文件锁
     * @param $is_block 是否独占、阻塞锁
     */
     private function _lock($file_res, $is_block=true){
          flock($file_res, $is_block ? LOCK_EX : LOCK_EX|LOCK_NB);
     }
     private function _unlock($file_res){
          flock($file_res, LOCK_UN);
     }
     public function add($key, $value){
          $key = md5($key);
          $value = serialize($value);
          $this->_lock($this->_file_index, true);
          $this->_lock($this->_file_data, true);
          fseek($this->_file_index, $this->_file_header_size);
          list(, $index_count) = unpack('V1', fread($this->_file_index, 4));
          $data_size = filesize($this->_file_data_name);
          fseek($this->_file_data, $data_size);
          $value_size = strlen($value);
          $this->_data_puts(filesize($this->_file_data_name), $value);
          $node_data = 
          pack("V1V1V1V1V1H32", ($index_count==0) ? 0 : $index_count*$this->_inx_node_size, 0, filesize($this->_file_data_name), strlen($value), 0, $key);
          $index_count++;
          $this->_index_puts($this->_file_header_size, $index_count, 4);
          $this->_index_puts($this->get_new_node_pos($index_count), $node_data);
          $this->_unlock($this->_file_data);
          $this->_unlock($this->_file_index);
     }
     public function get_new_node_pos($index_count){
          return $this->_file_header_size + 4 + $this->_inx_node_size * ($index_count-1);
     }
     public function get_node($key){
          $key = md5($key);
          fseek($this->_file_index, $this->_file_header_size);
          $index_count = fread($this->_file_index, 4);
          if($index_count>0) {
               for ($i=0; $i < $index_count ; $i++) {                      fseek($this->_file_index, $this->_file_header_size + 4 + $this->_inx_node_size * $i);
                    $data = fread($this->_file_index, $this->_inx_node_size);
                    $node = unpack("V1next/V1prev/V1data_offset/V1data_size/V1ref_count/H32key", $data);
                    if($key == $node['key']){
                         return $node;
                    }
               }
          }else{
               return null;
          }
     }
     public function get_data($offset, $length){
          fseek($this->_file_data, $offset);
          return unserialize(fread($this->_file_data, $length));
     }
}
//使用方法
$cache = new fileCache();
$cache->add('abcdefg' , 'testabc');
$data = $cache->get_node('abcdefg');
print_r($data);
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:
$LOGIN = array(
     'COMMAND'=>array('a30', 'LOGIN'),
     'DATA'=>array('a30', 'HELLO')
);
$LOGOUT = array(
     'COMMAND'=>array('a30', 'LOGOUT'),
     'DATA'=>array('a30', 'GOOD BYE')
);
$LOGIN_SUCCESS = array(
     'COMMAND'=>array('a30', 'LOGIN_SUCCESS'),
     'DATA'=>array('V1', 1)
);
$LOGOUT_SUCCESS = array(
     'COMMAND'=>array('a30', 'LOGIN_SUCCESS'),
     'DATA'=>array('V1', time())
);

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

本文链接:https://www.it72.com/3874.htm

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