へびにっき

最初に決めておくこと

以下の情報は暗号化においても復号においても必要になる。全てが一致しなければ復号はできない。

• 鍵（以下 KEY）
• 暗号アルゴリズム（以下 CIPHER） … (1)
• ブロック暗号のモード（以下 MODE）… (2)

暗号化

KEY, CIPHER, MODE を用いてメッセージ $msg を暗号化する関数 encrypt は次のようになる（わざと冗長な書き方をしている）。

function encrypt($msg)
{
  //初期化ベクトルを生成
  $ivSize = mcrypt_get_iv_size(CIPHER, MODE);
  $iv = mcrypt_create_iv($ivSize, MCRYPT_DEV_URANDOM);
  $dummyIV = str_repeat("x", $ivSize);
 
  //メッセージの暗号化 ... (3)
  $cryptMsg = mcrypt_encrypt(CIPHER, KEY, base64_encode($msg), MODE, $iv);
 
  //初期化ベクトルの暗号化 ... (4)
  $cryptIV = mcrypt_encrypt(CIPHER, KEY, base64_encode($iv), MODE, $dummyIV);
 
  return array($cryptMsg, $cryptIV);
}

戻り値は次の2要素からなる配列である。

• 暗号化されたメッセージ
• 暗号化された初期化ベクトル

この2つが揃っていないと復号できないので、必ずペアで保存・転送すること。

復号

暗号化されたメッセージ $cryptMsg と暗号化された初期化ベクトル $cryptIV を KEY, CIPHER, MODE で復号する関数 decrypt は次のようになる。

function decrypt($cryptMsg, $cryptIV)
{
  //ダミーの初期化ベクトルを生成
  $ivSize  = mcrypt_get_iv_size(CIPHER, MODE);
  $dummyIV = str_repeat("x", $ivSize);
 
  //初期化ベクトルの復号
  $iv = _decryptSupport($cryptIV, $dummyIV);
 
  //メッセージの復号
  $msg = _decryptSupport($cryptMsg, $iv);
 
  return $msg;
}
 
function _decryptSupport($cryptMsg, $iv)
{
  //復号してNULLバイトを取り除いてbase64デコード ... (5)
  return base64_decode(rtrim(
    mcrypt_decrypt(CIPHER, KEY, $cryptMsg, MODE, $iv), "\0"));
}

細かい説明

(1) 暗号アルゴリズム

使用できる暗号アルゴリズムは libmcrypt のバージョンに依存するので、関数 mcrypt_list_algorithms で一覧表示して確認しておくこと。PHP Manual に定数として載っているもの（MCRYPT_RIJNDAEL_128 など）はあまり当てにならないので、文字列で指定した方が良い。どのアルゴリズムを使うべきか分からなければ「AES」を使えば良い（…と『暗号技術入門』に書いてあった）。AES を使用したい場合は rijndael-128 を指定する。rijndael-192 や rijndael-256 はブロック長が異なるため、「AES」の規格には合致しないので注意。

(2) ブロック暗号のモード

これも PHP 定数で指定するよりは mcrypt_list_modes で一覧表示して文字列として指定した方が良い。どのモードを使うべきか分からなければ「CBCモード」か「CTRモード」を使えば良い（…とこれまた『暗号技術入門』に書いてあった）。すなわち cbc か ctr を指定する。

(3) 暗号化の際の base64 エンコード

暗号化の際に NULL でパディングされる場合があるので、事前に base64 エンコードしておく。

(4) 初期化ベクトルの暗号化

初期化ベクトルの暗号化については先日のエントリを参照。

(5) 復号の際の NULL バイト除去

暗号化の際にパディングされた NULL は復号後もそのまま残されるので、base64 デコードする前に rtrim で NULL を取り除いていておく。もっとも、少なくとも PHP 5.2.9 の base64_decode 関数は NULL を文字列終端と見なす（いわゆる”バイナリセーフでは無い”関数）ので、今のところは取り除かなくても問題ない。

参考

PHP: Mcrypt – Manual

各ページの User Contributed Notes にも有用な情報がある

新版暗号技術入門 秘密の国のアリス （結城浩）

暗号についての知識は、ほぼ全てこの書籍から得た