混淆一个ID
我正在寻找一种方法来encryption/混淆一个整数ID到另一个整数。 更确切地说，我需要一个函数int F(int x) ，所以
- （x）是一一对应的（如果x！= y，F（x）！= F（y））
- 给定F（x），很容易找出x – 所以F不是散列函数
- 给定x和F（x）很难/不可能找出F（y），像
x ^ 0x1234这样的东西是行不通的
为了清楚起见，我并不是在寻找一个强大的encryption解决scheme，这只是混淆。 想象一个像example.com/profile/1等url的web应用程序。个人资料本身并不是秘密的，但是我想阻止偶然的voyeurs一个接一个地查看/获取所有configuration文件，所以我宁愿把它们隐藏在像example.com/profile/23423东西上。虽然数据库存储的令牌可以很容易地完成这项工作，但我很好奇，如果有一些简单的math可用这个。
我不清楚的一个重要的要求是结果应该看起来是“随机的”，即给定序列x,x+1,...,x+n ， F(x),F(x+1)...F(x+n)不应该形成任何forms的进展。
使用两种或三种简单方法的组合来混淆它：
- XOR
- 洗牌的个人比特
- 转换为模块化表示（D.Knuth，第2卷，第4.3.2章）
- 在每个子集中select32个（或64个）重叠的比特子集和XOR比特（子集的奇偶校验比特）
- 用可变长度数字系统和随机数字表示
- select一对彼此相乘的奇数整数
x和y（模2 2 32 ），然后乘以x混淆并乘以y以恢复，所有乘法都是模2 32 （来源： “乘法的实际应用反向“由Eric Lippert ）
可变长度数字系统方法本身并不服从你的“进展”要求。 它总是产生短的算术进展。 但是当与其他方法结合使用时，效果会很好。
模块化表示方法也是如此。
以下是这些方法中的3个的C ++代码示例。 随机比特示例可以使用一些不同的掩码和距离来更加不可预测。 其他两个例子对于小数字是有好处的（只是为了给出这个想法）。 应该扩展它们以适当地混淆所有的整数值。
// *** Numberic system base: (4, 3, 5) -> (5, 3, 4) // In real life all the bases multiplied should be near 2^32 unsigned y = x/15 + ((x/5)%3)*4 + (x%5)*12; // obfuscate unsigned z = y/12 + ((y/4)%3)*5 + (y%4)*15; // restore // *** Shuffle bits (method used here is described in D.Knuth's vol.4a chapter 7.1.3) const unsigned mask1 = 0x00550055; const unsigned d1 = 7; const unsigned mask2 = 0x0000cccc; const unsigned d2 = 14; // Obfuscate unsigned t = (x ^ (x >> d1)) & mask1; unsigned u = x ^ t ^ (t << d1); t = (u ^ (u >> d2)) & mask2; y = u ^ t ^ (t << d2); // Restore t = (y ^ (y >> d2)) & mask2; u = y ^ t ^ (t << d2); t = (u ^ (u >> d1)) & mask1; z = u ^ t ^ (t << d1); // *** Subset parity t = (x ^ (x >> 1)) & 0x44444444; u = (x ^ (x << 2)) & 0xcccccccc; y = ((x & 0x88888888) >> 3) | (t >> 1) | u; // obfuscate t = ((y & 0x11111111) << 3) | (((y & 0x11111111) << 2) ^ ((y & 0x22222222) << 1)); z = t | ((t >> 2) ^ ((y >> 2) & 0x33333333)); // restore
你希望转型是可逆的，而不是明显的。 这听起来像一个encryption，在一个给定的范围内，并在同一范围内产生一个不同的数字。 如果您的范围是64位数字，那么使用DES。 如果你的范围是128位数字然后使用AES。 如果你想要一个不同的范围，那么你最好的select可能是Hasty Pudding cipher ，它被devise来处理不同的块大小，并且数量范围不能很好地整合到块中，例如100,000到999,999。
在安全性方面，混淆并不充分。
但是，如果你试图阻止偶然的旁观者，我会推荐两种方法的组合：
- 一个私钥，通过将它们结合在一起而与id相结合
- 在键被应用之前和之后旋转一定量的比特
这是一个例子（使用伪代码）：
def F(x) x = x XOR 31415927 # XOR x with a secret key x = rotl(x, 5) # rotate the bits left 5 times x = x XOR 31415927 # XOR x with a secret key again x = rotr(x, 5) # rotate the bits right 5 times x = x XOR 31415927 # XOR x with a secret key again return x # return the value end
我没有testing过，但我认为这是可逆的，应该是快速的，而不是太容易梳理出来的方法。
我发现这个特定的Python / PHP代码非常有用：
我用分组密码写了一篇关于安全排列的文章，它应该满足你所说的要求。
但是，我build议，如果你想很难猜出标识符，你应该首先使用它们：生成UUID，首先将它们用作logging的主键 – 不需要能够转换成“真实”的ID。
做任何事情的身份证，不会摧毁他们。 例如：
- 旋转值
- 使用查找来replace值的某些部分
- 具有一定的价值
- 交换位
- 交换字节
- 反映整个价值
- 镜像价值的一部分
- … 动用你的想象力
对于解密，按照相反的顺序进行。
创build一个程序，将'encryption'给你一些有趣的值，并把它们放在一个表，你可以检查。 有相同的程序testing你的encryption/解密程序与您想要在系统中的所有设置的值。
将以上列表中的东西添加到例程中，直到您的数字看起来适合您。
对于其他任何事情，获得一本书的副本。
不知道你需要多么“困难”，有多快，或多less内存使用。 如果你没有内存限制，你可以列出所有的整数，洗牌，并使用该列表作为映射。 但是，即使是4字节的整数，你也需要大量的内存。
然而，这可能会变得更小，所以不是映射所有整数，而是只映射2（或最坏情况1）字节，并将其应用于整数中的每个组。 因此，使用2个字节的整数应该是（group1）（group2），您将通过随机映射映射每个组。 但是这意味着如果你只改变group2，那么group1的映射将保持不变。 这可以通过将不同的位映射到每个组来“固定”。
所以，*（group2）可能是（位14,12,10,8,6,4,2,0）所以，加1会改变group1和group2 。
不过，这只是安全的隐瞒，任何人都可以提供数字到你的function（即使你保持秘密function）可以很容易地弄清楚。
生成一个私有的对称密钥，以便在您的应用程序中使用，并使用它对您的整数进行encryption。 这将满足所有三个要求，包括最困难的＃3：为了打破你的计划，你需要猜测你的钥匙。
这里描述的内容似乎与单向函数相反：很容易反转，但是很难应用。 一种select是使用标准的现成的公钥encryptionalgorithm，在该algorithm中，您可以修复您保密的（秘密的，随机select的）公钥以及您与世界共享的私钥。 这样，你的函数F（x）将是使用公钥的x的encryption。 然后，您可以使用私钥解密密钥轻松地将F（x）解密回x。 注意，公钥和私钥的作用在这里被颠倒过来 – 你把私钥交给每个人，这样他们就可以解密这个函数，但是把公钥保密在你的服务器上。 那样：
- 这个函数是一个双射，所以它是可逆的。
- 给定F（x），x是有效计算的。
- 给定x和F（x），从y计算F（y）是非常困难的，因为没有公钥（假设你使用密码强的encryptionscheme），没有可行的方法来encryption数据，即使私钥解密密钥是已知的。
这有很多优点。 首先，你可以放心，encryption系统是安全的，因为如果你使用像RSA这样的公认的algorithm，那么你不必担心意外的不安全感。 其次，现在已经有图书馆来做这件事了，所以你不需要编码太多，而且可以免受旁道攻击。 最后，你可以让任何人都可以去倒F（x）而没有任何人能够计算F（x）。
一个细节 – 你绝对不应该在这里使用标准的inttypes。 即使使用64位整数，攻击者也可能只有很less的组合才能尝试对所有事物进行反转，直到他们find某个y的encryption函数F（y），即使它们没有密钥。 我会build议使用类似于512位的值，因为即使是科幻小说的攻击也无法蛮力。
希望这可以帮助！
如果xor对于所有的东西都是可以接受的，但是给出x和F(x)推导F(y) ，那么我认为你可以用盐来做到这一点。 首先select一个秘密的单向函数。 例如S(s) = MD5(secret ^ s) 。 那么F(x) = (s, S(s) ^ x) ，其中s是随机select的。 我把它写成了一个元组，但是你可以把这两个部分组合成一个整数，例如F(x) = 10000 * s + S(s) ^ x 。 解密再次提取盐，并使用F'(F(x)) = S(extract s) ^ (extract S(s)^x) 。 给定x和F(x)你可以看到s （虽然它有点混淆），你可以推断S(s)但是对于其他用户y用不同的随机salt t知道F(x)的用户找不到S(t) 。
