PHP數據壓縮、加解密(pack, unpack)

時間 2019-11-16

標籤 php 數據壓縮解密 pack unpack 欄目 PHP 简体版

原文原文鏈接

網絡通訊、文件存儲中常常須要交換數據，爲了減小網絡通訊流量、文件存儲大小以及加密通訊規則，常常須要對數據進行雙向加解密以保證數據的安全。

PHP中實現此功能主要須要使用的函數主要是pack及unpack函數

pack

壓縮資料到位字符串之中。 php

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

返回值: 字符串

本函數用來將資料壓縮打包到位的字符串之中。

a - NUL- 字符串填滿[padded string] 將字符串空白以 NULL 字符填滿

A - SPACE- 字符串填滿[padded string]

h – 十六進制字符串，低「四位元」[low nibble first] (低位在前)

H - 十六進制字符串，高「四位元」[high nibble first](高位在前)

c – 帶有符號的字符

C – 不帶有符號的字符

s – 帶有符號的短模式[short]（一般是16位，按機器字節順序）

S – 不帶有符號的短模式[short]（一般是16位，按機器字節排序）

n -不帶有符號的短模式[short]（一般是16位，按大endian字節排序）

v -不帶有符號的短模式[short]（一般是16位，按小endian字節排序）

i – 帶有符號的整數（由大小和字節順序決定）

I – 不帶有符號的整數（由大小和字節順序決定）

l– 帶有符號的長模式[long]（一般是32位，按機器字節順序）

L – 不帶有符號的長模式[long]（一般是32位，按機器字節順序）

N – 不帶有符號的長模式[long]（一般是32位，按大edian字節順序）

V– 不帶有符號的長模式[long]（一般是32位，按小edian字節順序）

f –浮點（由大小和字節順序決定）

d – 雙精度（由大小和字節順序決定）

x – 空字節[NUL byte]

X- 後面一個字節[Back up one byte](倒回一位)

unpack 數組

解壓縮位字符串資料。安全

語法: string pack(string format, mixed [args]...); 服務器

返回值: 數組

本函數用來將位的字符串的資料解壓縮。本函數和 Perl 的同名函數功能用法徹底相同。

案例1、pack實現縮減文件數據存儲大小

[php] view plain copy

<?php
//存儲整數1234567890
file_put_contents("test.txt", 1234567890);

此時test.txt的文件大小是10byte。注意此時文件大小是10字節，實際佔用空間大小是1KB 。

上面存儲的整數實際是以字符串形式存儲於文件test.txt中。

但若是以整數的二進制字符串存jy儲，將會縮減至4byte。

[php] view plain copy

<?php
print_r(unpack("i", file_get_contents("test.txt")));

案例2、數據加密

以字符串形式存儲一段有意義數據，7-110-abcdefg-117。

字符"-"分割後，第一位表示字符串長度，第二位表示存儲位置，第三位表示實際存儲的字符串，第四位表示結尾位置。

[php] view plain copy

<?php
file_put_contents("test.txt", "7-110-abcdefg-117");

上述方法缺點：

1、數據存儲大小

2、數據以明文方式存儲，若是是任何敏感信息，均可能形成不安全訪問。

3、文件存儲大小，以不規則方式遞增。

加密：

[php] view plain copy

<?php
file_put_contents("test.txt", pack("i2a7i1", 7, 110, "abcdefg", 117));

存儲一段數據，加密格式爲：整數2位長度字符串10位長度整數1位長度。

優勢：

1、數據大小最優化

2、在不知道"i2a7i1"這樣的壓縮格式時，即便拿到文件，也沒法正確讀出二進制文件轉化爲明文。

3、數據增長時，文件存儲大小是等量遞增。每次都是以19byte遞增。

案例3、key-value型文件存儲

存儲生成的文件爲兩個：索引文件，數據文件

文件中數據存儲的格式以下圖：

代碼實現：

[php] view plain copy

<?php
error_reporting(E_ALL);
class fileCacheException extends Exception{
}
//Key-Value型文件存儲
class fileCache{
private $_file_header_size = 14;
private $_file_index_name;
private $_file_data_name;
private $_file_index;//索引文件句柄
private $_file_data;//數據文件句柄
private $_node_struct;//索引結點結構體
private $_inx_node_size = 36;//索引結點大小
public function __construct($file_index="filecache_index.dat", $file_data="filecache_data.dat"){
$this->_node_struct = array(
'next'=>array(1, 'V'),
'prev'=>array(1, 'V'),
'data_offset'=>array(1,'V'),//數據存儲起始位置
'data_size'=>array(1,'V'),//數據長度
'ref_count'=>array(1,'V'),//引用此處，模仿PHP的引用計數銷燬模式
'key'=>array(16,'H*'),//存儲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+");//二進制存儲須要使用b
}
}
//建立索引文件
private function _create_index(){
$this->_file_index = fopen($this->_file_index_name, "wb+");//二進制存儲須要使用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標記防止下載
$this->_index_puts($this->_file_header_size, pack("V1", 0));
}
//建立存儲文件
private function _create_data(){
$this->_file_data = fopen($this->_file_data_name, "wb+");//二進制存儲須要使用b
if(!$this->_file_index)
throw new fileCacheException("Could't open index file:".$this->_file_data_name);
$this->_data_puts(0, '<'.'?php exit()?'.'>');//定位文件流至起始位置0, 放置php標記防止下載
}
private function _index_puts($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);
}
/**
* 文件鎖
* @param $is_block 是否獨佔、阻塞鎖
*/
private function _lock($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']);