NodeJS學習筆記 (13)數據加密-crypto(OK)

阿新 • • 發佈：2018-06-15

tor html uri aes256 nds audio ext HA known

寫在前面

本章節寫得差不多了，不過還需要再整理一下（TODO）。

hash例子

hash.digest([encoding])：計算摘要。encoding可以是hex、latin1或者base64。如果聲明了encoding，那麽返回字符串。否則，返回Buffer實例。註意，調用hash.digest()後，hash對象就作廢了，再次調用就會出錯。

hash.update(data[, input_encoding])：input_encoding可以是utf8、ascii或者latin1。如果data是字符串，且沒有指定 input_encoding，則默認是utf8。註意，hash.update()方法可以調用多次。

var crypto = require(‘crypto‘);
var fs = require(‘fs‘);

var content = fs.readFileSync(‘./test.txt‘, {encoding: ‘utf8‘});
var hash = crypto.createHash(‘sha256‘);
var output;

hash.update(content);

output = hash.digest(‘hex‘); 

console.log(output);
// 輸出內容為：
// b94d27b9934d3e08a52e52d7da7dabfac484efe37a5380ee9088f7ace2efcde9

也可以這樣：

var crypto = require(‘crypto‘);
var fs = require(‘fs‘);

var input = fs.createReadStream(‘./test.txt‘, {encoding: ‘utf8‘});
var hash = crypto.createHash(‘sha256‘);

hash.setEncoding(‘hex‘);

input.pipe(hash).pipe(process.stdout)

// 輸出內容為：
// b94d27b9934d3e08a52e52d7da7dabfac484efe37a5380ee9088f7ace2efcde9

hash.digest()後，再次調用digest()或者update()

var crypto = require(‘crypto‘);
var fs = require(‘fs‘);

var content = fs.readFileSync(‘./test.txt‘, {encoding: ‘utf8‘});
var hash = crypto.createHash(‘sha256‘);
var output;

hash.update(content);
hash.digest(‘hex‘); 

// 報錯：Error: Digest already called
hash.update(content);

// 報錯：Error: Digest already called
hash.digest(‘hex‘);

也可以這樣：

var crypto = require(‘crypto‘);
var fs = require(‘fs‘);

var input = fs.createReadStream(‘./test.txt‘, {encoding: ‘utf8‘});
var hash = crypto.createHash(‘sha256‘);

hash.setEncoding(‘hex‘);

input.pipe(hash).pipe(process.stdout)

// 輸出內容為：
// b94d27b9934d3e08a52e52d7da7dabfac484efe37a5380ee9088f7ace2efcde9

hash.digest()後，再次調用digest()或者update()

var crypto = require(‘crypto‘);
var fs = require(‘fs‘);

var content = fs.readFileSync(‘./test.txt‘, {encoding: ‘utf8‘});
var hash = crypto.createHash(‘sha256‘);
var output;

hash.update(content);
hash.digest(‘hex‘); 

// 報錯：Error: Digest already called
hash.update(content);

// 報錯：Error: Digest already called
hash.digest(‘hex‘);

hash.digest()後，再次調用digest()或者update()

var crypto = require(‘crypto‘);
var fs = require(‘fs‘);

var content = fs.readFileSync(‘./test.txt‘, {encoding: ‘utf8‘});
var hash = crypto.createHash(‘sha256‘);
var output;

hash.update(content);
hash.digest(‘hex‘); 

// 報錯：Error: Digest already called
hash.update(content);

// 報錯：Error: Digest already called
hash.digest(‘hex‘);

HMAC例子

HMAC的全稱是Hash-based Message Authentication Code，也即在hash的加鹽運算。

算法細節可以參考附錄鏈接，具體到使用的話，跟hash模塊差不多，選定hash算法，指定“鹽”即可。

例子1：

var crypto = require(‘crypto‘);
var fs = require(‘fs‘);

var secret = ‘secret‘;
var hmac = crypto.createHmac(‘sha256‘, secret);
var input = fs.readFileSync(‘./test.txt‘, {encoding: ‘utf8‘});

hmac.update(input);

console.log( hmac.digest(‘hex‘) );
// 輸出：
// 734cc62f32841568f45715aeb9f4d7891324e6d948e4c6c60c0621cdac48623a

例子2：

var crypto = require(‘crypto‘);
var fs = require(‘fs‘);

var secret = ‘secret‘;
var hmac = crypto.createHmac(‘sha256‘, secret);
var input = fs.createReadStream(‘./test.txt‘, {encoding: ‘utf8‘});

hmac.setEncoding(‘hex‘);

input.pipe(hmac).pipe(process.stdout)
// 輸出：
// 734cc62f32841568f45715aeb9f4d7891324e6d948e4c6c60c0621cdac48623a

加密/解密

加解密主要用到下面兩組方法：

加密：

crypto.createCipher(algorithm, password)
crypto.createCipheriv(algorithm, key, iv)

解密：

crypto.createDecipher(algorithm, password)
crypto.createDecipheriv(algorithm, key, iv)

crypto.createCipher(algorithm, password)

先來看下 crypto.createCipher(algorithm, password)，兩個參數分別是加密算法、密碼

algorithm：加密算法，比如aes192，具體有哪些可選的算法，依賴於本地openssl的版本，可以通過openssl list-cipher-algorithms命令查看支持哪些算法。
password：用來生成密鑰(key)、初始化向量(IV)。

備註：這裏nodejs屏蔽了AES的使用/實現細節，關於key、IV，感興趣的同學可以自行谷歌下。

var crypto = require(‘crypto‘);
var secret = ‘secret‘;

var cipher = crypto.createCipher(‘aes192‘, secret);
var content = ‘hello‘;
var cryptedContent;

cipher.update(content);
cryptedContent = cipher.final(‘hex‘);
console.log(cryptedContent);
// 輸出：
// 71d30ec9bc926b5dbbd5150bf9d3e5fb

crypto.createDecipher(algorithm, password)

可以看作 crypto.createCipher(algorithm, password) 逆向操作，直接看例子

var crypto = require(‘crypto‘);
var secret = ‘secret‘;

var cipher = crypto.createCipher(‘aes192‘, secret);
var content = ‘hello‘;
var cryptedContent;

cipher.update(content);
cryptedContent = cipher.final(‘hex‘);
console.log(cryptedContent);
// 輸出：
// 71d30ec9bc926b5dbbd5150bf9d3e5fb

var decipher = crypto.createDecipher(‘aes192‘, secret);
var decryptedContent;

decipher.update(cryptedContent, ‘hex‘);
decryptedContent = decipher.final(‘utf8‘);
console.log(decryptedContent);
// 輸出：
// hello

crypto.createCipheriv(algorithm, key, iv)

相對於 crypto.createCipher() 來說，crypto.createCipheriv() 需要提供key和iv，而 crypto.createCipher() 是根據用戶提供的 password 算出來的。

key、iv 可以是Buffer，也可以是utf8編碼的字符串，這裏需要關註的是它們的長度：

key：根據選擇的算法有關，比如 aes128、aes192、aes256，長度分別是128、192、256位（16、24、32字節）
iv：都是128位（16字節）

var crypto = require(‘crypto‘);
var key = crypto.randomBytes(192/8);
var iv = crypto.randomBytes(128/8);
var algorithm = ‘aes192‘;

function encrypt(text){
    var cipher = crypto.createCipheriv(algorithm, key, iv);
    cipher.update(text);
    return cipher.final(‘hex‘);
}

function decrypt(encrypted){
    var decipher = crypto.createDecipheriv(algorithm, key, iv);
    decipher.update(encrypted, ‘hex‘);
    return decipher.final(‘utf8‘);
}

var content = ‘hello‘;
var crypted = encrypt(‘hello‘);
console.log( crypted );

var decrypted = decrypt( crypted );
console.log( decrypted );  // 輸出：utf8

數字簽名/簽名校驗

假設：

1、服務端原始信息為M，摘要算法為Hash，Hash(M)得出的摘要是H。 2、公鑰為Pub，私鑰為Piv，非對稱加密算法為Encrypt，非對稱解密算法為Decrypt。 3、Encrypt(H)得到的結果是S。 4、客戶端拿到的信息為M1，利用Hash(M1)得出的結果是H1。

數字簽名的產生、校驗步驟分別如下：

1、數字簽名的產生步驟：利用摘要算法Hash算出M的摘要，即Hash(M) == H，利用非對稱加密算法對摘要進行加密Encrypt( H, Piv )，得到數字簽名S。 2、數字簽名的校驗步驟：利用解密算法D對數字簽名進行解密，即Decrypt(S) == H，計算M1的摘要 Hash(M1) == H1，對比 H、H1，如果兩者相同，則通過校驗。

私鑰如何生成不是這裏的重點，這裏采用網上的服務來生成，點擊[這裏](在線生成非對稱加密公鑰私鑰對、在線生成公私鑰對、RSA Key pair create、生成RSA密鑰對)。

了解了數字簽名產生、校驗的原理後，相信下面的代碼很容易理解：

var crypto = require(‘crypto‘);
var fs = require(‘fs‘);
var privateKey = fs.readFileSync(‘./private-key.pem‘);  // 私鑰
var publicKey = fs.readFileSync(‘./public-key.pem‘);  // 公鑰
var algorithm = ‘RSA-SHA256‘;  // 加密算法 vs 摘要算法

// 數字簽名
function sign(text){
    var sign = crypto.createSign(algorithm);
    sign.update(text);
    return sign.sign(privateKey, ‘hex‘);    
}

// 校驗簽名
function verify(oriContent, signature){
    var verifier = crypto.createVerify(algorithm);
    verifier.update(oriContent);
    return verifier.verify(publicKey, signature, ‘hex‘);
}

// 對內容進行簽名
var content = ‘hello world‘;
var signature = sign(content);
console.log(signature);

// 校驗簽名，如果通過，返回true
var verified = verify(content, signature);
console.log(verified);

DiffieHellman

DiffieHellman：Diffie–Hellman key exchange，縮寫為D-H，是一種安全協議，讓通信雙方在預先沒有對方信息的情況下，通過不安全通信信道，創建一個密鑰。這個密鑰可以在後續的通信中，作為對稱加密的密鑰加密傳遞的信息。

代碼如下，原理待補充 TODO

const crypto = require(‘crypto‘);
const assert = require(‘assert‘);

// Generate Alice‘s keys...
const alice = crypto.createDiffieHellman(2048);
const alice_key = alice.generateKeys();

// Generate Bob‘s keys...
const bob = crypto.createDiffieHellman(alice.getPrime(), alice.getGenerator());
const bob_key = bob.generateKeys();

// Exchange and generate the secret...
const alice_secret = alice.computeSecret(bob_key);
const bob_secret = bob.computeSecret(alice_key);

// OK
assert.equal(alice_secret.toString(‘hex‘), bob_secret.toString(‘hex‘));

DiffieHellman

代碼如下，原理待補充 TODO

const crypto = require(‘crypto‘);
const assert = require(‘assert‘);

// Generate Alice‘s keys...
const alice = crypto.createDiffieHellman(2048);
const alice_key = alice.generateKeys();

// Generate Bob‘s keys...
const bob = crypto.createDiffieHellman(alice.getPrime(), alice.getGenerator());
const bob_key = bob.generateKeys();

// Exchange and generate the secret...
const alice_secret = alice.computeSecret(bob_key);
const bob_secret = bob.computeSecret(alice_key);

// OK
assert.equal(alice_secret.toString(‘hex‘), bob_secret.toString(‘hex‘));

ECDH：Elliptic Curve Diffie-Hellman

代碼如下，原理待補充 TODO

const crypto = require(‘crypto‘);
const assert = require(‘assert‘);

// Generate Alice‘s keys...
const alice = crypto.createECDH(‘secp521r1‘);
const alice_key = alice.generateKeys();

// Generate Bob‘s keys...
const bob = crypto.createECDH(‘secp521r1‘);
const bob_key = bob.generateKeys();

// Exchange and generate the secret...
const alice_secret = alice.computeSecret(bob_key);
const bob_secret = bob.computeSecret(alice_key);

assert(alice_secret, bob_secret);
  // OK

證書

SPKAC：

SPKAC is an acronym that stands for Signed Public Key and Challenge, also known as Netscape SPKI.

SPKI：Simple public-key infrastructure

關鍵點

md5：固定長度（128bit）、不可逆（重要）、不同數據的散列值可能相同（重要）、高度離散型（原文細微的變化，會導致散列值差異巨大）

sha1：固定長度160bit，廣泛使用（如TLS，目前安全性受到密碼學家的質疑）

SHA-256/SHA-384/SHA-512：後面表示摘要的長度。

用途：數字簽名、文件完整性校驗

關系：sha1 基於 MD5，MD5 基於 MD4

md5(1991) -> SHA1

sha家族：由美國國家安全局（NSA）所設計，並由美國國家標準與技術研究院（NIST）發布；是美國的政府標準。

NodeJS學習筆記 (13)數據加密-crypto(OK)

寫在前面

hash例子

HMAC例子

加密/解密

crypto.createCipher(algorithm, password)

crypto.createDecipher(algorithm, password)

crypto.createCipheriv(algorithm, key, iv)

數字簽名/簽名校驗

DiffieHellman

DiffieHellman

ECDH：Elliptic Curve Diffie-Hellman

證書

關鍵點

相關術語

相關鏈接

NodeJS學習筆記 (13)數據加密-crypto(OK)

Redis學習筆記-----Redis數據過期策略詳解

Redis學習筆記09Redis數據類型之(2) 哈希表類型

[知了堂學習筆記]_JSON數據操作第1講(初識JSON)

pandas模塊學習筆記1--數據結構

java web 學習筆記 - tomcat數據源

（原創）(二)機器學習筆記之數據預處理

Mysql DBA高級運維學習筆記-mysql數據庫介紹

Mysql DBA 高級運維學習筆記-mysql數據庫入門知識

Mysql DBA 高級運維學習筆記-MySQL數據庫多實例介紹

Mysql DBA高級運維學習筆記-Mysql數據庫的多種安裝方法

Mysql DBA 高級運維學習筆記-mysql數據庫常用管理應用

Mysql DBA 高級運維學習筆記-Mysql數據庫中的日誌文件

Framework7新版學習筆記之數據表格

<潭州教育>-Python學習筆記@基本數據類型

慕課網JavaScript深入淺出學習筆記之數據類型

#學習筆記#JSP數據交互

spring boot 尚桂谷學習筆記11 數據訪問03 JPA

docker學習筆記-5.數據共享

【Flask學習筆記】數據模型設計

NodeJS學習筆記 (13)數據加密-crypto(OK)

寫在前面

hash例子

HMAC例子

加密/解密

crypto.createCipher(algorithm, password)

crypto.createDecipher(algorithm, password)

crypto.createCipheriv(algorithm, key, iv)

數字簽名/簽名校驗

DiffieHellman

DiffieHellman

ECDH：Elliptic Curve Diffie-Hellman

證書

關鍵點

相關術語

相關鏈接

相關推薦