node中的crypto模塊指南

加密操作可能很棘手，以至于付費(fèi)的加密服務(wù)公司的存在只是為了確保在代碼庫(kù)中正確實(shí)現(xiàn)加密操作。好消息是，只需學(xué)習(xí)一些知識(shí)，我們就可以使用 Node 的內(nèi)置加密模塊免費(fèi)進(jìn)行適當(dāng)?shù)募用堋?/p>

在本指南中，我們將探討如何使用 Node 的內(nèi)置加密模塊正確執(zhí)行（對(duì)稱）加密/解密操作，以保護(hù)應(yīng)用程序的數(shù)據(jù)。

首先，我們需要了解對(duì)稱加密的概念。

對(duì)稱加密

當(dāng)人們談?wù)?ldquo;加密”時(shí)，他們往往指的是對(duì)稱加密，這對(duì)于將文本加密為隨機(jī)字符串非常有用。與此相關(guān)的一個(gè)常見(jiàn)場(chǎng)景是對(duì)服務(wù)器上的用戶數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，以便將其“靜態(tài)加密”存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中。

通俗地說(shuō)，對(duì)稱加密就是獲取要加密的文本（稱為明文），并使用帶有加密算法的密鑰來(lái)輸出加密文本（稱為密文）。該操作是可逆的，因此解密是我們可以使用與明文相同的密鑰。

看起來(lái)很容易吧？

但是當(dāng)真正需要實(shí)現(xiàn)對(duì)稱加密時(shí)，開(kāi)發(fā)人員經(jīng)常會(huì)犯錯(cuò)誤，因?yàn)橛泻芏鄸|西需要理解：

• 編碼格式：數(shù)據(jù)可以通過(guò)多種方式進(jìn)行編碼/解碼，例如base64、hex等。當(dāng)從一種格式轉(zhuǎn)換為另一種格式時(shí)，這些不同的表示方式常常使開(kāi)發(fā)人員感到困惑。算法和配置：有許多加密算法需要考慮，例如aes-256-gcm或aes-256-cbc，每種算法都有自己的要求。
• 隨機(jī)性：加密過(guò)程中使用的密鑰應(yīng)隨機(jī)生成，以確保高熵。很多時(shí)候，開(kāi)發(fā)人員認(rèn)為他們正在生成足夠隨機(jī)的密鑰，但事實(shí)并非如此。
• 復(fù)雜性：Node.js 中的加密涉及幾個(gè)步驟，這些步驟對(duì)開(kāi)發(fā)人員來(lái)說(shuō)并不總是直觀的，而且有些概念一開(kāi)始確實(shí)令人費(fèi)解。以初始化向量（IV）的概念為例；剛接觸密碼學(xué)的開(kāi)發(fā)人員經(jīng)常在加密過(guò)程中重復(fù)使用這些內(nèi)容，這是一個(gè)很大的禁忌。

無(wú)論如何，在本文中并不會(huì)討論上述細(xì)微差別，但更多地關(guān)注我們?nèi)绾瓮ㄟ^(guò)示例使用 Node.js 正確執(zhí)行加密。

解釋如何正確執(zhí)行加密的最佳方法是演示使用aes-256-gcm算法的正確實(shí)現(xiàn)。讓我們從加密開(kāi)始。

加密

const crypto = require('crypto');
const encryptSymmetric = (key, plaintext) => {
  const iv = crypto.randomBytes(12).toString('base64');
  const cipher = crypto.createCipheriv(
    "aes-256-gcm", 
    Buffer.from(key, 'base64'), 
    Buffer.from(iv, 'base64')
  );
  let ciphertext = cipher.update(plaintext, 'utf8', 'base64');
  ciphertext += cipher.final('base64');
  const tag = cipher.getAuthTag()
  return { ciphertext, tag }
}
const plaintext = "encrypt me";
const key = crypto.randomBytes(32).toString('base64');
const { ciphertext, iv, tag } = encryptSymmetric(key, plaintext);

要執(zhí)行加密，我們需要兩項(xiàng)：

• plaintext：要加密的文本。
• key：256 位加密密鑰。

我們從加密中得到以下輸出：

• ciphertext：加密文本。
• iv：一個(gè) 96 位初始化向量，用于提供加密的初始狀態(tài)，并允許在未來(lái)的加密操作中以不同iv重復(fù)使用相同key。tag：在加密過(guò)程中生成的一段數(shù)據(jù)，用于幫助驗(yàn)證加密文本在稍后的解密過(guò)程中沒(méi)有被篡改。

讓我們看一下代碼：

const plaintext = "encrypt me";
const key = crypto.randomBytes(32).toString('base64');

這里我們定義執(zhí)行加密所需的輸入變量。除了要加密的文本之外，生成隨機(jī)數(shù)以通過(guò)更高的熵key確保安全性也很重要；我更喜歡使用內(nèi)置crypto.randomBytes()來(lái)生成。我還將所有內(nèi)容轉(zhuǎn)換為base64格式，因?yàn)樗诟拍钌弦子诖鎯?chǔ)。

接下來(lái)我們來(lái)剖析一下加密函數(shù)：

const encryptSymmetric = (key, plaintext) => {
  // 創(chuàng)建隨機(jī)初始化向量
  const iv = crypto.randomBytes(12).toString('base64');
  // 創(chuàng)建一個(gè)密碼對(duì)象
  const cipher = crypto.createCipheriv("aes-256-gcm", key, iv);
  // 使用明文更新 cipher 對(duì)象以進(jìn)行加密
  let ciphertext = cipher.update(plaintext, 'utf8', 'base64');
  // 完成加密過(guò)程
  ciphertext += cipher.final('base64');
  // 檢索加密的身份驗(yàn)證標(biāo)簽
  const tag = cipher.getAuthTag();
  return { ciphertext, iv, tag };
}

在這里，加密函數(shù)在使用aes-256-gcm（可以將其視為一種加密算法）算法、key和iv``crypto.createCipheriv初始化期間創(chuàng)建一個(gè)新的密碼。下一部分加載要加密的文本plaintext并執(zhí)行加密并檢索身份驗(yàn)證標(biāo)記，可以使用該標(biāo)記來(lái)檢查ciphertext解密過(guò)程中文本未被篡改。

關(guān)于加密，我們應(yīng)該了解的最后一件事是如何處理數(shù)據(jù)。在加密用戶數(shù)據(jù)并靜態(tài)存儲(chǔ)它的情況下，需要將加密的數(shù)據(jù)ciphertext、iv、 和tag存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中，并將密鑰安全地存儲(chǔ)在其他地方，例如服務(wù)器上的環(huán)境變量。當(dāng)我們想要檢索數(shù)據(jù)時(shí)，可以從數(shù)據(jù)庫(kù)中查詢并使用密鑰對(duì)其進(jìn)行解密。

說(shuō)到這里，讓我們深入解密。

解密

const decryptSymmetric = (key, ciphertext, iv, tag) => {
  const decipher = crypto.createDecipheriv(
    "aes-256-gcm", 
    Buffer.from(key, 'base64'),
    Buffer.from(iv, 'base64')
  );
  decipher.setAuthTag(Buffer.from(tag, 'base64'));
  let plaintext = decipher.update(ciphertext, 'base64', 'utf8');
  plaintext += decipher.final('utf8');
  return plaintext;
}
const plaintext = decryptSymmetric(key, ciphertext, iv, tag);

要執(zhí)行解密，我們需要四項(xiàng)：

• key：用于加密原始文本的256位加密密鑰。
• ciphertext：要解密的密文。
• iv：加密期間使用的 96 位初始化向量。t
• ag：加密時(shí)生成的標(biāo)簽。

我們從加密中得到以下輸出：

plaintext：我們加密的原始文本。

讓我們看一下解密函數(shù)：

const decryptSymmetric = (key, ciphertext, iv, tag) => {
  // 創(chuàng)建一個(gè)解密對(duì)象
  const decipher = crypto.createDecipheriv(
    "aes-256-gcm", 
    Buffer.from(key, 'base64'),
    Buffer.from(iv, 'base64')
  );
  // 設(shè)置解密對(duì)象 decipher 的認(rèn)證標(biāo)簽
  decipher.setAuthTag(Buffer.from(tag, 'base64'));
  // 使用 Base64 編碼的密文更新解密對(duì)象
  let plaintext = decipher.update(ciphertext, 'base64', 'utf8');
  // 完成解密
  plaintext += decipher.final('utf8');
  return plaintext;
}

這里，解密函數(shù)在用aes-256-gcm算法進(jìn)行crypto.createDecipheriv初始化時(shí)創(chuàng)建了一個(gè)解密對(duì)象，key、iv是之前創(chuàng)建的。接下來(lái)設(shè)置身份驗(yàn)證標(biāo)簽，用于檢查是否被ciphertext篡改，最后我們執(zhí)行解密以獲得原始文本。

最后，我們的數(shù)據(jù)的安全程度取決于用于加密數(shù)據(jù)的密鑰。因此，強(qiáng)烈建議安全地存儲(chǔ)加密密鑰，并在應(yīng)用程序中將它們作為環(huán)境變量進(jìn)行訪問(wèn)。

到此這篇關(guān)于node中的crypto模塊指南的文章就介紹到這了,更多相關(guān)node crypto模塊內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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