詳解PHP數據壓縮、加解密(pack, unpack)

網絡通信、文件存儲中經常需要交換數據，為了減少網絡通信流量、文件存儲大小以及加密通信規則，經常需要對數據進行雙向加解密以保證數據的安全。

PHP中實現此功能主要需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。

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

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]（通常是16位，按機器字節順序）

S – 不帶有符號的短模式[short]（通常是16位，按機器字節排序）

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

v -不帶有符號的短模式[short]（通常是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]（通常是32位，按機器字節順序）

L – 不帶有符號的長模式[long]（通常是32位，按機器字節順序）

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

V– 不帶有符號的長模式[long]（通常是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

解壓縮位字符串資料。

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

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完全相同。

案例一、pack實現縮減文件數據存儲大小

<?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，實際占用空間大小是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。

但如果以整數的二進制字符串存jy儲，將會縮減至4byte。

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

案例二、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 
file_put_contents("test.txt", "7-110-abcdefg-117"); 

上述方法缺點：

一、數據存儲大小

二、數據以明文方式存儲，如果是任何敏感信息，都可能造成不安全訪問。

三、文件存儲大小，以不規則方式遞增。

加密：

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

存儲一段數據，加密格式為：整數2位長度字符串10位長度整數1位長度。

優點：

一、數據大小最優化

二、在不知道"i2a7i1"這樣的壓縮格式時，即使拿到文件，也無法正確讀出二進制文件轉化為明文。

三、數據增加時，文件存儲大小是等量遞增。每次都是以19byte遞增。

案例三、key-value型文件存儲

存儲生成的文件為兩個：索引文件，數據文件

文件中數據存儲的格式如下圖：

代碼實現：

<?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的引用計數銷毀模式 
       '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+");//二進制存儲需要使用b 
     } 
   } 
 
   //創建索引文件 
   private function _create_index(){ 
     $this->_file_index = fopen($this->_file_index_name, "wb+");//二進制存儲需要使用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標記防止下載 
     $this->_index_puts($this->_file_header_size, pack("V1", 0)); 
   } 
 
 
   //創建存儲文件 
   private function _create_data(){ 
     $this->_file_data = fopen($this->_file_data_name, "wb+");//二進制存儲需要使用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 $is_block 是否獨占、阻塞鎖 
   */ 
   private function _lock($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']); 

 案例四、socket通信加密

通信雙方都定義好加密格式:

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()) 
); 

服務器端與客戶端根據解析COMMAND格式，找到對應的DATA解碼方式，得到正確的數據

以上就是本文的全部內容，希望對大家的學習有所幫助，也希望大家多多支持。