POS机算法

DES和MAC加解密算法，已经在多个产品中得到了实际应用，不需任何修改就可使用

本文根据《中国银联直联POS终端规范》的阐述，用C语言编程实现，该算法在实际的商业POS终端中使用。POS终端采用ＥＣＢ的加密方式，简述如下：
a) 将欲发送给POS中心的消息中，从消息类型（MTI）到63域之间的部分构成MAC
ELEMEMENT BLOCK （MAB）。
b) 对MAB，按每8个字节做异或（不管信息中的字符格式），如果最后不满8个字节，则添加“0X00”。
示例 ：
MAB = M1 M2 M3 M4
其中：
M1 = MS11 MS12 MS13 MS14 MS15 MS16 MS17 MS18
M2 = MS21 MS22 MS23 MS24 MS25 MS26 MS27 MS28
M3 = MS31 MS32 MS33 MS34 MS35 MS36 MS37 MS38
M4 = MS41 MS42 MS43 MS44 MS45 MS46 MS47 MS48

按如下规则进行异或运算：
MS11 MS12 MS13 MS14 MS15 MS16 MS17 MS18
XOR） MS21 MS22 MS23 MS24 MS25 MS26 MS27 MS28
---------------------------------------------------
TEMP BLOCK1 = TM11 TM12 TM13 TM14 TM15 TM16 TM17 TM18

然后，进行下一步的运算：
TM11 TM12 TM13 TM14 TM15 TM16 TM17 TM18
XOR） MS31 MS32 MS33 MS34 MS35 MS36 MS37 MS38
---------------------------------------------------
TEMP BLOCK2 = TM21 TM22 TM23 TM24 TM25 TM26 TM27 TM28

再进行下一步的运算：
TM21 TM22 TM23 TM24 TM25 TM26 TM27 TM28
XOR） MS41 MS42 MS43 MS44 MS45 MS46 MS47 MS48
---------------------------------------------------
RESULT BLOCK = TM31 TM32 TM33 TM34 TM35 TM36 TM37 TM38

c) 将异或运算后的最后8个字节（RESULT BLOCK）转换成16 个HEXDECIMAL：
RESULT BLOCK = TM31 TM32 TM33 TM34 TM35 TM36 TM37 TM38
= TM311 TM312 TM321 TM322 TM331 TM332 TM341 TM342 ||
TM351 TM352 TM361 TM362 TM371 TM372 TM381 TM382

d) 取前8 个字节用MAK加密：
ENC BLOCK1 = eMAK（TM311 TM312 TM321 TM322 TM331 TM332 TM341 TM342）
= EN11 EN12 EN13 EN14 EN15 EN16 EN17 EN18

e) 将加密后的结果与后8 个字节异或：
EN11 EN12 EN13 EN14 EN15 EN16 EN17 EN18
XOR） TM351 TM352 TM361 TM362 TM371 TM372 TM381 TM382
------------------------------------------------------------
TEMP BLOCK= TE11 TE12 TE13 TE14 TE15 TE16 TE17 TE18

f) 用异或的结果TEMP BLOCK 再进行一次单倍长密钥算法运算。
ENC BLOCK2 = eMAK（TE11 TE12 TE13 TE14 TE15 TE16 TE17 TE18）
= EN21 EN22 EN23 EN24 EN25 EN26 EN27 EN28

g) 将运算后的结果（ENC BLOCK2）转换成16 个HEXDECIMAL：
ENC BLOCK2 = EN21 EN22 EN23 EN24 EN25 EN26 EN27 EN28
= EM211 EM212 EM221 EM222 EM231 EM232 EM241 EM242 ||
EM251 EM252 EM261 EM262 EM271 EM272 EM281 EM282
示例 ：
ENC RESULT= %H84, %H56, %HB1, %HCD, %H5A, %H3F, %H84, %H84
转换成16 个HEXDECIMAL:
“8456B1CD5A3F8484”
h) 取前8个字节作为MAC值。
取”8456B1CD”为MAC值。

数据报文：
0x 1234567890ABCDEFABCDEF1234567890   //$body
MAK：2222222222222222
Mac计算：
M1 = 0x 1234567890ABCDEF 
M2 = 0x ABCDEF1234567890
M1 Xor M2 结果: 0x B9F9B96AA4FDB57F
扩展成16字节数据：0x 42394639423936414134464442353746
MAK加密前半部分数据结果：0x 9FDE90A34CF73B2E
加密结果与后半部分数据异或,结果：0x DEEAD6E70EC20C68
MAK加密异或结果：0x E267B6E21913D339
扩展成16字节数据：0x45323637423645323139313344333339
Mac：E267B6E2

php mac

public function splitData($hexMacDataSource, $num=16)
{
    $len = 0;

    $modValue = strlen($hexMacDataSource) % $num;
    if($modValue != 0)
    {
        $hexSrcDataLen = strlen($hexMacDataSource);
        $totalLen = $hexSrcDataLen + ($num - $modValue);
        $hexMacDataSource = str_pad($hexMacDataSource, $totalLen, "0");//16进制右补0
    }

    $len = strlen($hexMacDataSource) / $num;
    $ds = array();

    for ($i = 0; $i < $len; $i++)
    {
        if (strlen($hexMacDataSource) >= $num)
        {
            $ds[] = substr($hexMacDataSource,0, $num);
            $hexMacDataSource = substr($hexMacDataSource,$num);
        } else
        {
            throw new Exception("填充的数据非法!",6008);
        }
    }
    return $ds;
}

public function hexXor($hexStr1 , $hexStr2)
{
    return str_pad(strtoupper(gmp_strval(gmp_xor(gmp_init($hexStr1, 16),gmp_init($hexStr2, 16)), 16)),16,'0',STR_PAD_LEFT);
}

public function getBodyMac($body)
{
    //拆分MAC数据源，每组16位hex(8 byte())
    $ds = $this->splitData($body);
    $des = "";
    for ($i = 0; $i < count($ds); $i++)
    {
        if ($i == 0)
        {
            $des = $ds[$i];//$ds[$i] 是16进制数
        } else
        {
            $des = $this->hexXor($des, $ds[$i]);
        }
    }
    #异或结果扩展成 16字节 的 hex
    $hexStr16 = $this->encodeHex($des);
    #加密前8字节数据
    $left8  = substr($hexStr16,0,16);
    $right8 = substr($hexStr16,16,16);
    $tmpXor = $this->hexXor($this->encryptByDes($left8,$this->macKey), $right8);
    $bodyMac =  substr($this->encryptByDes($tmpXor,$this->macKey),0,8);

    return $bodyMac;
}

public function encodeHex($str)
{
    return strtoupper(bin2hex($str));
}

#开始4个字节报文长度
$requestBodyLength = intval(trim(substr($request, 0, 4)));
$body = substr($request, 4, $requestBodyLength);
#报文体
$requestBody = substr($body, 0, $requestBodyLength - 8);
#最后8个字节为mac
$requestMac = substr($body, -8);

评论

5 楼 青木得海角 2016-09-07  

你好，里面的 Crypt/TripleDES.php 和 Crypt 库有吗，可否提供一份，[e-mail],谢谢

4 楼 zohog 2016-05-27  

楼主，Mac.php中里面的 Crypt/TripleDES.php 和 Crypt 库可以提供一份吗，邮箱[e-mail]，谢谢

3 楼 zohog 2016-05-27  

楼主，Mac.php中里面的 Crypt/TripleDES.php 和 Crypt 库可以提供一份吗，邮箱[e-mail]

2 楼 xecrom2 2016-03-16  

你好，里面的 Crypt/TripleDES.php 和 Crypt 库有吗，可否提供一份，[e-mail],谢谢

1 楼 Nature_myJava 2016-01-13  

你好，请问你还保存有POS终端规范的报文样例吗，包括签到和消费的，有的话能否发我一份，[e-mail]，谢谢