1、PHP 8.4 新特性 - Sodium：支持 AEGIS-128L 和 AEGIS-256

PHP 8.4 引入了对 AEGIS-128L 和 AEGIS-256 的支持，这两种加密算法是 Sodium 扩展（即 libsodium）中的新功能。它们是高效的 AEAD（Authenticated Encryption with Associated Data）加密模式，提供了强大的性能和安全性，适合对敏感数据进行快速加密和验证。

AEGIS 是一种基于 AES 的认证加密算法家族，其速度比 AES-GCM 更快。PHP 8.4 中的 Sodium 扩展在使用 libsodium 1.0.19 或更高版本编译时支持 AEGIS-128L 和 AEGIS256 加密算法。

PHP 8.4 中的 Sodium 扩展通过 PHP 函数支持 AEGIS-128L 和 AEGIS256，这些函数遵循 _keygen、_encrypt 和 _decrypt 的模式，与现有的 aes256gcm、chacha20poly1305、chacha20poly1305_ietf 和 xchacha20poly1305 加密算法的模式一致。这些算法均为带附加数据认证加密（AEAD）算法。

1、新函数和 PHP 常量

PHP 8.4 中的 Sodium 扩展为 AEGIS-128L 和 AEGIS-256 AEAD 算法新增了 6 个 PHP 函数和 4 个 PHP 常量。

1.1、AEGIS-128L 函数和常量

AEGIS-128L 是一种 AEAD 算法，它使用 128 位密钥和 128 位随机数（nonce），可以加密/解密长度小于 2*64 位的数据。

函数

• sodium_crypto_aead_aegis128l_keygen 函数：

  为 AEGIS-128L 生成并返回指定长度（SODIUM_CRYPTO_AEAD_AEGIS128L_KEYBYTES）的加密安全随机密钥。

• sodium_crypto_aead_aegis128l_encrypt 函数：

  使用 AEGIS-128L 算法对明文数据进行加密并认证。

• sodium_crypto_aead_aegis128l_decrypt 函数：

  使用 AEGIS-128L 算法对加密数据进行验证后解密。

函数原型如下：

sodium_crypto_aead_aegis128l_keygen

/**
 * 生成一个随机的 AEGIS-128L 密钥
 * 
 * @return string
 */
function sodium_crypto_aead_aegis128l_keygen(): string {  
}

sodium_crypto_aead_aegis128l_encrypt

/**
 * 使用 AEGIS-128L 加密后进行认证
 *
 * @param string $message 要加密的明文消息
 * @param string $additional_data 额外的认证数据。这些数据用于验证附加到密文后的认证标签，但不会被加密或存储在密文中
 * @param string $nonce 一个必须仅对每条消息使用一次的数字。长度为16字节
 * @param string $key 加密密钥（128位）
 *
 * @return string 
 */
function sodium_crypto_aead_aegis128l_encrypt(string $message, string $additional_data, string $nonce, string $key): string {
}

sodium_crypto_aead_aegis128l_decrypt

/**
 * 验证并解密一条由 sodium_crypto_aead_aegis128l_encrypt() 函数加密的消息
 *
 * @param string $message 由 sodium_crypto_aead_aegis128l_encrypt() 函数创建的加密消息
 * @param string $additional_data 额外的认证数据。这些数据用于验证附加到密文后的认证标签，但不会被加密或存储在密文中。这必须与加密明文消息时传递的值相同
 * @param string $nonce 一个必须仅对每条消息使用一次的数字。长度为16字节。这必须与加密明文消息时传递的nonce值相同
 * @param string $key 加密密钥（128位）
 *
 * @return string 
 */
function sodium_crypto_aead_aegis128l_decrypt(string $message, string $additional_data, string $nonce, string $key): string {
}

常量

• SODIUM_CRYPTO_AEAD_AEGIS128L_KEYBYTES 常量：指定 AEGIS-128L 算法使用的密钥长度（字节数），值为 16。

• SODIUM_CRYPTO_AEAD_AEGIS128L_NPUBBYTES 常量：指定 AEGIS-128L 算法使用的随机数（nonce）长度（字节数），值为 16。

• SODIUM_CRYPTO_AEAD_AEGIS128L_NSECBYTES 常量：值为 0。

• SODIUM_CRYPTO_AEAD_AEGIS128L_ABYTES 常量：值为 32。

1.2、AEGIS-256 函数和常量

函数

• sodium_crypto_aead_aegis256_keygen 函数：

  为 AEGIS-256 生成并返回指定长度（SODIUM_CRYPTO_AEAD_AEGIS256_KEYBYTES）的加密安全随机密钥。

• sodium_crypto_aead_aegis256_encrypt 函数：

  使用 AEGIS-256 算法对明文数据进行加密并认证。

• sodium_crypto_aead_aegis256_decrypt 函数：

  使用 AEGIS-256 算法对加密数据进行验证后解密。

sodium_crypto_aead_aegis256_keygen

/**
 * 生成一个随机的 AEGIS-256 密钥
 *
 * @return string
 */
function sodium_crypto_aead_aegis256_keygen(): string {  
}

sodium_crypto_aead_aegis256_encrypt

/**
 * 使用 AEGIS-256 加密并认证
 *
 * @param string $message 要加密的明文消息
 * @param string $additional_data 额外的认证数据。这些数据用于验证附加到密文后的认证标签，但不会被加密或存储在密文中
 * @param string $nonce 一个必须仅对每条消息使用一次的数字。长度为32字节
 * @param string $key 加密密钥（256位）
 *
 * @return string
 */
function sodium_crypto_aead_aegis256_encrypt(string $message, string $additional_data, string $nonce, string $key): string {
}

sodium_crypto_aead_aegis256_decrypt

/**
 * 验证并解密一条由 sodium_crypto_aead_aegis256_encrypt() 函数加密的消息
 *
 * @param string $ciphertext 由 sodium_crypto_aead_aegis256_encrypt() 函数创建的加密消息
 * @param string $additional_data 额外的认证数据。这些数据用于验证附加到密文后的认证标签，但不会被加密或存储在密文中。这必须与加密明文消息时传递的值相同
 * @param string $nonce 一个必须仅对每条消息使用一次的数字。长度为32字节。这必须与加密明文消息时传递的nonce值相同
 * @param string $key 加密密钥（256位）
 *
 * @return string|false 
 */
function sodium_crypto_aead_aegis256_decrypt(string $ciphertext, string $additional_data, string $nonce, string $key): string|false {
}

常量

• SODIUM_CRYPTO_AEAD_AEGIS256_KEYBYTES 常量：指定 AEGIS-256 算法使用的密钥长度（字节数），值为 32。
• SODIUM_CRYPTO_AEAD_AEGIS256_NPUBBYTES 常量：指定 AEGIS-256 算法使用的随机数（nonce）长度（字节数），值为 32。
• SODIUM_CRYPTO_AEAD_AEGIS256_NSECBYTES 常量：值为 0。
• SODIUM_CRYPTO_AEAD_AEGIS256_ABYTES 常量：值为 32。

2、检查 AEGIS-128L 和 AEGIS-256 可用性

没有专门的函数类似于 sodium_crypto_aead_aes256gcm_is_available 来返回 AEGIS-128L 和 AEGIS-256 AEAD 算法是否可用。

注意：

新的函数和常量只有在满足所有要求时才会声明。**这些要求包括 x86_64 或 aarch64 CPU、PHP 8.4 以及 Sodium 扩展必须编译有 libsodium 1.0.19 或更高版本。**检查其中一个新函数的存在性可以作为这些算法可用性的检查：

if (function_exists('sodium_crypto_aead_aegis256_encrypt')) {
    // AEGIS-128L 和 AEGIS-256 可用。
    echo '可用';
} else {
    // AEGIS-128L 和 AEGIS-256 不可用。
    echo '不可用';
}

现在查看一个 libsodium 版本：

我的版本是 1.0.18，因此这个代码会输出不可用。要想使用这些函数，就必须要升级 libsodium 扩展到 1.0.19 或更高版本。

3、案例

使用 AEGIS-128L 进行加密和解密

<?php
// 密钥 (必须是 16 字节，适合 AEGIS-128L)
$key = random_bytes(SODIUM_CRYPTO_AEAD_AEGIS128L_KEYBYTES);

// Nonce (随机数，必须是 16 字节)
$nonce = random_bytes(SODIUM_CRYPTO_AEAD_AEGIS128L_NPUBBYTES);

// 要加密的消息
$message = "这是需要加密的敏感数据。";

// 关联数据（可选，用于完整性校验，不会加密）
$associated_data = "元数据";

// 加密消息
$encrypted = sodium_crypto_aead_aegis128l_encrypt($message, $associated_data, $nonce, $key);

echo "加密后的数据: " . bin2hex($encrypted) . PHP_EOL;

// 解密消息
$decrypted = sodium_crypto_aead_aegis128l_decrypt($encrypted, $associated_data, $nonce, $key);

if ($decrypted === false) {
    echo "解密失败，可能密钥或 nonce 不匹配。" . PHP_EOL;
} else {
    echo "解密成功，消息为: " . $decrypted . PHP_EOL;
}

密钥和 Nonce：

• 密钥和 Nonce 的大小固定，分别为 16 字节。
• Nonce 必须唯一，以防止重复攻击。

关联数据：

• 关联数据是加密过程中不加密但需要认证的部分。
• 常用于存储元信息（如消息头、时间戳）。

加密与解密：

• 加密后返回的是加密数据。
• 解密时，如果关联数据或 Nonce 不匹配，会返回 false。

AEGIS-256 的用法

如果需要更高安全性，使用 AEGIS-256 加密

<?php
// 密钥 (必须是 32 字节，适合 AEGIS-256)
$key = random_bytes(SODIUM_CRYPTO_AEAD_AEGIS256_KEYBYTES);

// Nonce (必须是 32 字节)
$nonce = random_bytes(SODIUM_CRYPTO_AEAD_AEGIS256_NPUBBYTES);

// 加密消息
$encrypted = sodium_crypto_aead_aegis256_encrypt($message, $associated_data, $nonce, $key);

// 解密消息
$decrypted = sodium_crypto_aead_aegis256_decrypt($encrypted, $associated_data, $nonce, $key);

适用场景

• 敏感数据加密：如支付信息、登录凭证等。
• 高性能需求：特别是对速度和认证有要求的应用场景。
• 替代传统 AEAD 算法：如 GCM 或 Chacha20-Poly1305。

4、向后兼容性影响

AEGIS-128L 和 AEGIS-256 算法作为新的函数和常量被添加到 PHP 8.4 的 Sodium 扩展中。

sodium_compat 项目提供了 Sodium 扩展的用户空间 PHP 多填充。该项目有一个开放的问题，旨在添加对 AEGIS-128L 和 AEGIS-256 的支持，尽管在这方面还没有进行任何工作