美文网首页
node的crypto模块

node的crypto模块

作者: 浮若年华_7a56 | 来源:发表于2022-06-30 16:24 被阅读0次

crypto的目的是提供通用的加密和哈希算法,javascript可以实现,但速度很慢,node使用了c/c++实现这些算法后,通过crypto这个模块暴露为JavaScript接口,这样用起来方便,运行速度也快。

md5和sha1

md5是一种常用的哈希算法,用于给任意数据一个“签名”。这个签名通常用一个十六进制的字符串表示:

const crypto = require('crypto');

const hash = crypto.createHash('md5');

// 可任意多次调用update():
hash.update('Hello, world!');
hash.update('Hello, nodejs!');
console.log(hash.digest('hex')); // 7e1977739c748beac0c0fd14fd26a544
update()方法默认字符串编码为UTF-8,也可以传入Buffer。

如果要计算SHA1,只需要把'md5'改成'sha1',就可以得到SHA1的结果          1f32b9c9932c02227819a4151feed43e131aca40。

还可以使用更安全的sha256和sha512。

hmac

hmac也是一种哈希算法,它可以利用md5和sha1等哈希算法,不同的是,hmac还需要一个密钥
const crypto = require('crypto');

const hmac = crypto.createHash('sha256',key);

// 可任意多次调用update():
hmac.update('Hello, world!');
hmac.update('Hello, nodejs!');
console.log(hmac.digest('hex')); // 80f7e22570...

只要密钥发生了变化,那么同样的输入数据也会得到不同的签名,因此,可以把Hmac理解为用随机数“增强”的哈希算法。

aes

aes是一种常用的对称加密算法,加解密都用一个密钥,cropto提供了aes支持,但要自己封装函数

const crypto = require('crypto');

function aesEncrypt(data, key) {
  const cipher = crypto.createCipher('aes192', key);
  var crypted = cipher.update(data, 'utf8', 'hex');
  crypted += cipher.final('hex');
  return crypted;
}

function aesDecrypt(encrypted, key) {
  const decipher = crypto.createDecipher('aes192', key);
  var decrypted = decipher.update(encrypted, 'hex', 'utf8');
  decrypted += decipher.final('utf8');
  return decrypted;
}

var data = 'Hello, this is a secret message!';
var key = 'Password!';
var encrypted = aesEncrypt(data, key);
var decrypted = aesDecrypt(encrypted, key);

console.log('Plain text: ' + data);
console.log('Encrypted text: ' + encrypted);
console.log('Decrypted text: ' + decrypted);

注意到AES有很多不同的算法,如aes192,aes-128-ecb,aes-256-cbc等,AES除了密钥外还可以指定IV(Initial Vector),不同的系统只要IV不同,用相同的密钥加密相同的数据得到的加密结果也是不同的。加密结果通常有两种表示方法:hex和base64,这些功能Nodejs全部都支持,但是在应用中要注意,如果加解密双方一方用Nodejs,另一方用Java、PHP等其它语言,需要仔细测试。如果无法正确解密,要确认双方是否遵循同样的AES算法,字符串密钥和IV是否相同,加密后的数据是否统一为hex或base64格式。

Diffie-Hellman

DH是一种密钥交换协议,它可以让双方在不泄露密钥的情况下,协商出一个密钥,DH算法基于数学原理
,比如小明和小红想要协商一个密钥,可以这么做:

小明先选一个素数和一个底数,例如,素数p=23,底数g=5(底数可以任选),再选择一个秘密整数a=6,计算A=g^a mod p=8,然后大声告诉小红:p=23,g=5,A=8;

小红收到小明发来的p,g,A后,也选一个秘密整数b=15,然后计算B=g^b mod p=19,并大声告诉小明:B=19;

小明自己计算出s=B^a mod p=2,小红也自己计算出s=A^b mod p=2,因此,最终协商的密钥s为2。

在这个过程中,密钥2并不是小明告诉小红的,也不是小红告诉小明的,而是双方协商计算出来的。第三方只能知道p=23,g=5,A=8,B=19,由于不知道双方选的秘密整数a=6和b=15,因此无法计算出密钥2。

用crypto模块实现DH算法如下:

const crypto = require('crypto');

// xiaoming's keys:
var ming = crypto.createDiffieHellman(512);
var ming_keys = ming.generateKeys();

var prime = ming.getPrime();
var generator = ming.getGenerator();

console.log('Prime: ' + prime.toString('hex'));
console.log('Generator: ' + generator.toString('hex'));

// xiaohong's keys:
var hong = crypto.createDiffieHellman(prime, generator);
var hong_keys = hong.generateKeys();

// exchange and generate secret:
var ming_secret = ming.computeSecret(hong_keys);
var hong_secret = hong.computeSecret(ming_keys);

// print secret:
console.log('Secret of Xiao Ming: ' + ming_secret.toString('hex'));
console.log('Secret of Xiao Hong: ' + hong_secret.toString('hex'));

RSA

RSA算法是一种非对称加密算法,即由一个私钥和一个公钥构成的密钥对,通过私钥加密,公钥解密,或者通过公钥加密,私钥解密。其中,公钥可以公开,私钥必须保密。

RSA算法是1977年由Ron Rivest、Adi Shamir和Leonard Adleman共同提出的,所以以他们三人的姓氏的头字母命名。

当小明给小红发送信息时,可以用小明自己的私钥加密,小红用小明的公钥解密,也可以用小红的公钥加密,小红用她自己的私钥解密,这就是非对称加密。相比对称加密,非对称加密只需要每个人各自持有自己的私钥,同时公开自己的公钥,不需要像AES那样由两个人共享同一个密钥。

在使用Node进行RSA加密前,我们先要准备好私钥和公钥。

首先,在命令行执行以下命令以生成一个RSA密钥对:

openssl genrsa -aes256 -out rsa-key.pem 2048

根据提示输入密码,这个密码是用来加密RSA密钥的,加密方式指定为AES256,生成的RSA的密钥长度是2048位。执行成功后,我们获得了加密的rsa-key.pem文件。

第二步,通过上面的rsa-key.pem加密文件,我们可以导出原始的私钥,命令如下:

openssl rsa -in rsa-key.pem -outform PEM -out rsa-prv.pem

输入第一步的密码,我们获得了解密后的私钥。

类似的,我们用下面的命令导出原始的公钥:

openssl rsa -in rsa-key.pem -outform PEM -pubout -out rsa-pub.pem

这样,我们就准备好了原始私钥文件rsa-prv.pem和原始公钥文件rsa-pub.pem,编码格式均为PEM。

下面,使用crypto模块提供的方法,即可实现非对称加解密。

首先,我们用私钥加密,公钥解密:

const fs = require('fs'),crypto = require('crypto');

// 从文件加载key:
function loadKey(file) {
    // key实际上就是PEM编码的字符串:
    return fs.readFileSync(file, 'utf8');
}

let prvKey = loadKey('./rsa-prv.pem'),pubKey = loadKey('./rsa-pub.pem'),message = 'Hello, world!';

// 使用私钥加密:

let enc_by_prv = crypto.privateEncrypt(prvKey, Buffer.from(message, 'utf8'));
console.log('encrypted by private key: ' + enc_by_prv.toString('hex'));


let dec_by_pub = crypto.publicDecrypt(pubKey, enc_by_prv);
console.log('decrypted by public key: ' + dec_by_pub.toString('utf8'));

执行后,可以得到解密后的消息,与原始消息相同。

接下来我们使用公钥加密,私钥解密:

// 使用公钥加密:

let enc_by_pub = crypto.publicEncrypt(pubKey, Buffer.from(message, 'utf8'));
console.log('encrypted by public key: ' + enc_by_pub.toString('hex'));

// 使用私钥解密:

let dec_by_prv = crypto.privateDecrypt(prvKey, enc_by_pub);
console.log('decrypted by private key: ' + dec_by_prv.toString('utf8'));

执行得到的解密后的消息仍与原始消息相同。

如果我们把message字符串的长度增加到很长,例如1M,这时,执行RSA加密会得到一个类似这样的错误:data too large for key size,这是因为RSA加密的原始信息必须小于Key的长度。那如何用RSA加密一个很长的消息呢?实际上,RSA并不适合加密大数据,而是先生成一个随机的AES密码,用AES加密原始信息,然后用RSA加密AES口令,这样,实际使用RSA时,给对方传的密文分两部分,一部分是AES加密的密文,另一部分是RSA加密的AES口令。对方用RSA先解密出AES口令,再用AES解密密文,即可获得明文。

证书

crypto模块也可以处理数字证书。数字证书通常用在SSL连接,也就是Web的https连接。一般情况下,https连接只需要处理服务器端的单向认证,如无特殊需求(例如自己作为Root给客户发认证证书),建议用反向代理服务器如Nginx等Web服务器去处理证书。

相关文章

  • nodejs之RSA加密/签名

    密钥对生成 使用内置模块crypto从 node.js 的 v10.12.0 开始,可以使用内部模块 crypto...

  • 前端安全

    一:加密安全 1、Crypto Node.js 的crypto模块封装了诸多的加密功能, 包括 OpenSSL 的...

  • node的crypto模块

    crypto的目的是提供通用的加密和哈希算法,javascript可以实现,但速度很慢,node使用了c/c++实...

  • node内置模块

    crypto 模块 node.js 提供这个模块用于数据加密 md5加密 varcrypto =require('...

  • nodejs几种安全相关问题

    最近在看nodejs的相关东西,下面总结下几种安全问题: Crypto Node.js 的crypto模块封装了诸...

  • Node加密模块----crypto

    在JS中引入 AES 加密,新建encode.js,方便以后调用,这个文件存放所有加密的函数 解密,新建decod...

  • crypto-js and native nodejs modu

    native node crypto crypto-js

  • Node crypto模块简单探究

    crypto 模块提供了加密功能,包括对 OpenSSL 的哈希、HMAC、加密、解密、签名、以及验证功能的一整套...

  • node.js_crypto 模块

    Hash 算法 查看 crypto 模块支持的 hash 函数:crypto.getHashes() SHA-25...

  • 内置模块:crypto加密模块

    1. crypto加密模块 crypto模块的目的就是为了去提供一个通用的加密哈希算法。实际上,crypto模块是...

网友评论

      本文标题:node的crypto模块

      本文链接:https://www.haomeiwen.com/subject/tbhcbrtx.html