在我们开发的项目中，有一部分可能是用于商业用途，会部署在客户提供的机器环境中。因为 PHP 本身是解释型语言，所以未进行处理的代码，就会有泄露或被修改的风险。那么我们可能会想到最简单有效的方法就是进行加密混淆，然后配合一系列的校验，来保护我们的代码。那么本篇文章中，我们就采用了开源的 PHP 加密扩展 screw-plus 进行相关实践分析。
目前市场上有多种加密方案，但基本都是收费的。我们本次实践采用了开源的方案。screw-plus 是一款开源 php 加密运行扩展，基于 screw 二次开发，暂时只能运行在 linux 下。虽然有些不足，但是如果加强一下，也是可以满足一些场景。
在介绍实现之前，我们先简单介绍下 PHP 扩展的相关知识以及 Hook 机制。
1 PHP 扩展周期
一款扩展的主要生命周期，就是上面的四个宏定义。
- MINIT：扩展模块初始化时执行的动作
- MSHUTDOWN：扩展模块结束时执行的动作
- RINIT：请求初始化时的动作
- RSHUTDOWN：请求结束时的动作
对应于 zend_module_entry 结构中的四个函数指针：
int (*module_startup_func)(INIT_FUNC_ARGS); /* MINIT() */int (*module_shutdown_func)(SHUTDOWN_FUNC_ARGS); /* MSHUTDOWN() */int (*request_startup_func)(INIT_FUNC_ARGS); /* RINIT() */int (*request_shutdown_func)(SHUTDOWN_FUNC_ARGS); /* RSHUTDOWN() */
我们在实现一款扩展时，基本都会用到上面四个周期宏定义。完整的 PHP 周期见下图：
本篇文章中我们只是介绍下跟该扩展相关的信息，如果想深入了解，可以参考底部链接，自行深入学习。
2 PHP 扩展钩子
在 PHP 内核中，各个执行周期几乎都有提供可重写的钩子，如下表所示。
// AST, Zend/zend_ast.h:void (*zend_ast_process_t)(zend_ast *ast) // Compiler, Zend/zend_compile.h:zend_op_array *(*zend_compile_file)(zend_file_handle *file_handle, int type)zend_op_array *(*zend_compile_string)(zval *source_string, char *filename) // Executor, Zend/zend_execute.h:void (*zend_execute_ex)(zend_execute_data *execute_data)void (*zend_execute_internal)(zend_execute_data *execute_data, zval *return_value) // GC, Zend/zend_gc.h:int (*gc_collect_cycles)(void) // TSRM, TSRM/TSRM.h:void (*tsrm_thread_begin_func_t)(THREAD_T thread_id)void (*tsrm_thread_end_func_t)(THREAD_T thread_id) // Error, Zend/zend.h:void (*zend_error_cb)(int type, const char *error_filename, const uint error_lineno, const char *format, va_list args) / Exceptions, Zend/zend_exceptions.h:void (*zend_throw_exception_hook)(zval *ex) // Lifetime, Zend/zend.h:void (*zend_on_timeout)(int seconds)void (*zend_interrupt_function)(zend_execute_data *execute_data)void (*zend_ticks_function)(int ticks)
我们可以通过对函数指针进行重写，来在周期中执行我们自己的代码。
本次我们只关心 Compiler 中的 zend_compile_file 函数，该函数的功能就是用来编译 php 文件，或者我们指定的输入文件。
3 screw-plus 扩展
项目文件如下：
.├── aes.c├── aes_crypt.c├── aes.h├── b64.h├── config.h├── config.m4├── decode.c├── encode.c├── include├── LICENSE├── Makefile.in├── md5.c├── md5.h├── php_screw_plus.c├── php_screw_plus.h├── README.en├── README.jp├── README.md└── tools ├── Makefile └── screw.c
在 php_screw_plus.h 中第一行有定义宏 CAKEY，这个就是我们用来混淆代码的秘钥。
#define CAKEY "FwWpZKxH7twCAG4JQMO"
tools 文件夹中，是用来加密 PHP 文件的脚本，我们直接执行 make，就会生成 screw 文件，然后用 screw 来加密 PHP 文件。tools/screw.c 中也是引入了上面的头文件，使用了 CAKEY 这个宏，用来加密代码。
4 流程分析
文件操作流程分析
通过 tools/screw.c 文件我们可以发现，在 main 函数中，主要是对文件或文件夹进行遍历递归，使用固定的加解密步骤执行加密或者解密操作。
screw_encrype 为加密函数，screw_decrypt 为解密函数。
加密函数首先是对上面定义的 CAKEY 宏的值进行 md5 运算，得到 32 位的 md5 值，然后将前 16 存入 enTag 中，后面直接写入文件的前 16 个字节。接着会获取文件的长度，并且写入 16~32 的字节位置中。后续的内容以 32 位的 md5 值为秘钥，以 16 字节长度为小段，采用 cbc 方式进行加密，然后返回加密之后的长度，根据长度把加密之后的内容写入到文件中。
解密为对应的逆操作，在此就不详细介绍了。
5 扩展分析
php_screw_plus.c 文件就是扩展的主要实现入口。我们可以看到上面提到的 Compiler 时期的钩子函数定义。
ZEND_API zend_op_array *(*org_compile_file)(zend_file_handle *file_handle, int type TSRMLS_DC);
以下是 screw-plus 扩展模块初始及结束的代码，就是将系统的编译函数暂存，然后用自己定义的编译函数替换为系统编译函数。再结束时再还原回去。
PHP_MINIT_FUNCTION(php_screw_plus){ CG(compiler_options) |= ZEND_COMPILE_EXTENDED_INFO; org_compile_file = zend_compile_file; zend_compile_file = pm9screw_compile_file; return SUCCESS;}{1}PHP_MSHUTDOWN_FUNCTION(php_screw_plus){ CG(compiler_options) |= ZEND_COMPILE_EXTENDED_INFO; zend_compile_file = org_compile_file; return SUCCESS;}{1}
可以看到，在编译 PHP 文件的时候，是会用到自定义的 pm9screw_compile_file 函数来解析。
我们可以看到该函数中就是做了一些校验，然后使用自定义的名字为 pm9screw_ext_fopen 的 handler 对文件进行打开操作，之后又将打开的文件转交回了系统的原始解析器。
从上面 handler 的实现可知，就是使用 CAKEY 对加密的文件内容进行了解密，然后使用 tmpfile() 创建了临时文件，把内容保存进去。
6 思路梳理
1. 设定 CAKEY 秘钥
2. 对 CAKEY 取 md5 值，并且作为 aes 的 key。将 md5 值的前 0~15 字节，写入文件开始位置，获取文件长度，将长度写入前 16~32 字节。
3. 以 16 字节为一段进行 cbc 方式加密，使用上面的 key 作为秘钥。
4. 将加密之后的内容追加写入文件完成静态加密。
5. 扩展在初始化的时候，使用自定义的 compile 函数；
6. 在解析时，检测如果文件前 16 字节内容与 md5 值的前 16 字节相同，则使用解密函数对文件内容进行解密，之后写入临时文件中，返回给系统去执行。
以上就是整个加密解密过程。
7 优缺点
1. 加解密简单，而且相对于上面收费的产品，该项目是开源免费。
2. 安全木桶原理，最短板就是 CAKEY 如果泄露了，就可以解密出来。
用 vim 打开 .so 文件，然后使用 :%!xxd 使用 hex 方式显示，我们就可以看到明文的秘钥 CAKEY。
或者我们使用 gdb 对 php 进行跟踪调试，因为上面调用了 md5 函数，对 md5 进行设断点，可以直接追踪到秘钥。
8 思考及改进
1、如果我们是对生成的 .so 文件进行一些加壳压缩混淆，比如加上 upx 壳，就会增加追踪难度。
2、可以基于该项目，进行一些改进，比如对秘钥值进行稍微复杂一些的合并计算，不让秘钥仅为一个字符串。再配合混淆，也是可以适用于部分场景。
总结
以上就是本次分享的内容~
如果有什么改进建议，也可以在我们评论区留言，供大家参考学习
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