PHP 中 DES 加密、解密 以及和 Java 互通

一、简介
DES 是对称性加密里面常见一种，全称为 Data Encryption Standard，即数据加密标准，是一种使用密钥加密的块算法。密钥长度是64位(bit)，超过位数密钥被忽略。所谓对称性加密即加密和解密密钥相同，对称性加密一般会按照固定长度，把待加密字符串分成块，不足一整块或者刚好最后有特殊填充字符。

跨语言做 DES 加密解密经常会出现问题，往往是填充方式不对、编码不一致或者加密解密模式没有对应上造成。常见的填充模式有： pkcs5、pkcs7、iso10126、ansix923、zero。加密模式有：DES-ECB、DES-CBC、DES-CTR、DES-OFB、DES-CFB。

作为一个软件开发者，可以通过工具测试 DES 加密解密，这里推荐一个在线工具：http://tool.chacuo.net/cryptdes

二、实现
PHP 提供了 Mcrypt 系列函数来实现 DES 的加解密，但该扩展中的函数陆续被废弃，自 PHP 7.2.0 起，会移到 PECL。

所以本代码用了更通用的 OPENSSL 方式实现 DES 的加解密，具体的实现和使用代码如下：

    <?php
    class DES {
        /**
         * @var string $method 加解密方法，可通过 openssl_get_cipher_methods() 获得
         */
        protected $method;
        /**
         * @var string $key 加解密的密钥
         */
        protected $key;
        /**
         * @var string $output 输出格式 无、base64、hex
         */
        protected $output;
        /**
         * @var string $iv 加解密的向量
         */
        protected $iv;
        /**
         * @var string $options
         */
        protected $options;
         
        // output 的类型
        const OUTPUT_NULL   = '';
        const OUTPUT_BASE64 = 'base64';
        const OUTPUT_HEX    = 'hex';
     
        /**
         * DES constructor.
         *
         * @param string $key
         * @param string $method
         *      ECB DES-ECB、DES-EDE3 （为 ECB 模式时，$iv 为空即可）
         *      CBC DES-CBC、DES-EDE3-CBC、DESX-CBC
         *      CFB DES-CFB8、DES-EDE3-CFB8
         *      CTR
         *      OFB
         * @param string $output
         *      base64、hex
         * @param string $iv
         * @param int    $options
         */
        public function __construct($key, $method = 'DES-ECB', $output = '', $iv = '', $options = OPENSSL_RAW_DATA | OPENSSL_NO_PADDING) {
            $this->key     = $key;
            $this->method  = $method;
            $this->output  = $output;
            $this->iv      = $iv;
            $this->options = $options;
        }
     
        /**
         * 加密
         *
         * @param $str
         * @return string
         */
        public function encrypt($str) {
            $str  = $this->pkcsPadding($str, 8);
            $sign = openssl_encrypt($str, $this->method, $this->key, $this->options, $this->iv);
            if ($this->output == self::OUTPUT_BASE64) {
                $sign = base64_encode($sign);
            } else if ($this->output == self::OUTPUT_HEX) {
                $sign = bin2hex($sign);
            }
            return $sign;
        }
     
        /**
         * 解密
         *
         * @param $encrypted
         * @return string
         */
        public function decrypt($encrypted) {
            if ($this->output == self::OUTPUT_BASE64) {
                $encrypted = base64_decode($encrypted);
            } else if ($this->output == self::OUTPUT_HEX) {
                $encrypted = hex2bin($encrypted);
            }
            $sign = openssl_decrypt($encrypted, $this->method, $this->key, $this->options, $this->iv);
            $sign = $this->unPkcsPadding($sign);
            $sign = rtrim($sign);
            return $sign;
        }
     
        /**
         * 填充
         *
         * @param $str
         * @param $blocksize
         * @return string
         */
        private function pkcsPadding($str, $blocksize) {
            $pad = $blocksize - (strlen($str) % $blocksize);
            return $str . str_repeat(chr($pad), $pad);
        }
     
        /**
         * 去填充
         *
         * @param $str
         * @return string
         */
        private function unPkcsPadding($str) {
            $pad = ord($str{strlen($str) - 1});
            if ($pad > strlen($str)) {
                return false;
            }
            return substr($str, 0, -1 * $pad);
        }
    }

应用举例：

    $key = '12345678';
    $iv  = '66666666';
     
    // DES CBC 加解密
    $des = new DES($key, 'DES-CBC', DES::OUTPUT_BASE64, $iv);
    echo $base64Sign = $des->encrypt('Hello DES CBC');  // 返回 base64编码
    echo "\n";
    echo $des->decrypt($base64Sign);
    echo "\n";
     
    // DES ECB 加解密
    $des = new DES($key, 'DES-ECB', DES::OUTPUT_HEX);
    echo $hexSign = $des->encrypt('Hello DES ECB');     // 返回 16进制
    echo "\n";
    echo $des->decrypt($hexSign);