前言
在大前端的趨勢下，前端er也要懂點數(shù)據(jù)加密相關(guān)的知識才行，加密算法的實現(xiàn)和原理我們可以不用深究，畢竟加密是一門高深的學(xué)科，但是基本的加密方式和編碼還是要掌握的，畢竟沒吃過豬肉，豬跑還是見過的嘛。
我對常見的幾種加密和簽名的算法做個歸納，同時附上 nodejs 的編碼實現(xiàn)。
加密算法
為了保證數(shù)據(jù)的安全性和防篡改，很多數(shù)據(jù)在傳輸中都進行了加密。舉個場景的栗子，最近很多網(wǎng)站都升級到 https 協(xié)議， https 協(xié)議就是使用了非對稱加密和hash簽名，還有 github 使用的 ssh ，也是非對稱加密。還有大部分登錄時密碼采用的 MD5 加密等等。
加密可分為三大類，對稱加密和非對稱加密，還有摘要算法，我們一一展開。
對稱加密
引用百科的描述:
采用單鑰密碼系統(tǒng)的加密方法，同一個密鑰可以同時用作信息的加密和解密，這種加密方法稱為對稱加密，也稱為單密鑰加密。
對稱加密很好理解，就好比我把我家的鑰匙給你，你要來我家，直接用這把鑰匙開門就行。
對稱加密目前主流的有 AES 和 DES ， AES 是新一代的標準，速度快，安全級別更高。
AES
AES的加密模式有五種：CBC、ECB、CTR、OCF、CFB
AES 有三種長度 128位、192位、256位，這三種的區(qū)別，主要來自于密鑰的長度，16字節(jié)密鑰=128位，24字節(jié)密鑰=192位，32字節(jié)密鑰=256位。如下表格：
| 長度 | 密鑰長度 | 向量長度 |
|---|---|---|
| 128位 | 16 | 16 |
| 192位 | 24 | 16 |
| 256位 | 32 | 16 |
DES
加密默認與 AES 相同，也有五種模式，除了 ECB 只需要密鑰，其他模式需要密鑰和向量。
與 AES 不同的是， DES 的密鑰長度只有8字節(jié)，向量也是8字節(jié)。
編碼實現(xiàn)
在 nodejs 中的實現(xiàn)
/** * @description * 對稱加密 * @param {*} data 加密數(shù)據(jù) * @param {*} algorithm 加密算法 * @param {*} key 密鑰 * @param {*} iv 向量 * @returns */function cipherivEncrypt(data, algorithm, key, iv) { const cipheriv = crypto.createCipheriv(algorithm, key, iv) let encrypted = cipheriv.update(data, 'utf8', 'hex'); encrypted += cipheriv.final('hex'); return encrypted}/** * @description * 對稱解密 * @param {*} data 解密數(shù)據(jù) * @param {*} algorithm 解密算法 * @param {*} key 密鑰 * @param {*} iv 向量 * @returns */function cipherivDecrypt(data, algorithm, key, iv) { const decipher = crypto.createDecipheriv(algorithm, key, iv); let decrypted = decipher.update(data, 'hex', 'utf8'); decrypted += decipher.final('utf8'); return decrypted}使用官方提供 crypto 庫來實現(xiàn)加解密，上面的代碼中加密后輸出的是 16 進制的字符串，大家可以根據(jù)具體情況換成其他格式的數(shù)據(jù)。
調(diào)用方式如下
// AES對稱加解密const str = 'xiaoliye';const key = 'aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa'; // 24const iv = 'aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa'; // 24const cipherAesText = cipherivEncrypt(str, 'aes-192-cfb', key,iv)const resultText = cipherivDecrypt(cipherAesText, 'aes-192-cfb', key,iv)console.log(resultText === str) // true
// DES對稱加解密const str = 'xiaoliye';const key = 'aaaaaaaa'; //8const iv = 'aaaaaaaa'; //8const cipherAesText = cipherivEncrypt(str, 'des-cfb', key,iv)const resultText = cipherivDecrypt(cipherAesText, 'des-cfb', key,iv)console.log(resultText === str) / true
非對稱加密
非對稱加密，有兩把鑰匙，公鑰和私鑰，如下圖：
公鑰是可以公開對外，私鑰就是自個的，不可泄露。因為有兩個密鑰，非對稱加密這個名字就是這么由來的。
發(fā)送方用接收方公開對外的公鑰進行加密，接收方收到數(shù)據(jù)后，用私鑰進行解密，業(yè)務(wù)處理完后，用私鑰給需要回傳的數(shù)據(jù)加密，收到數(shù)據(jù)的一方在用公鑰解密。
這個過程就是非對稱加解密，簡單理解就是公鑰加密的數(shù)據(jù)，用私鑰解密；私鑰加密的數(shù)據(jù)，用公鑰解密。
非對稱加密與對稱加密相比，安全性要高很多。對于對稱加密，密鑰鑰匙被某一方不小心泄露了，那秘文就有可能被破解和篡改。而非對稱加密，公鑰隨意流通，只要頒發(fā)密鑰的一方好好把私鑰保管好，安全性是妥妥的。
編碼實現(xiàn)
我們來看 node 中的編碼實現(xiàn)，還是使用官方提供的 crypto 庫
const constants = require('constants')const crypto = require('crypto')/** * @description * 公鑰加密數(shù)據(jù) * @param {*} data 待加密數(shù)據(jù) * @param {*} publicKey 公鑰 * @param {*} inputEncoding 加密數(shù)據(jù)類型 * @param {*} outputEncoding 輸出的數(shù)據(jù)類型 * @param {*} padding 填充方式 * @returns */function publicEncrypt(data, publicKey, inputEncoding, outputEncoding, padding) { const encryptText = crypto.publicEncrypt({ key: publicKey, padding: padding || constants.RSA_PKCS1_PADDING }, Buffer.from(data, inputEncoding)); return encryptText.toString(outputEncoding);}/** * @description * 公鑰解密數(shù)據(jù) * @param {*} data 待解密數(shù)據(jù) * @param {*} publicKey 公鑰 * @param {*} inputEncoding 解密數(shù)據(jù)類型 * @param {*} outputEncoding 輸出的數(shù)據(jù)類型 * @param {*} padding 填充方式 * @returns */function publicDecrypt(data, publicKey, inputEncoding, outputEncoding, padding) { let decryptText = ''; const decryptText = crypto.publicDecrypt({ key: publicKey, padding: padding || constants.RSA_PKCS1_PADDING }, Buffer.from(data, inputEncoding)); return decryptText.toString(outputEncoding);}/** * @description * 私鑰加密數(shù)據(jù) * @param {*} data 待加密數(shù)據(jù) * @param {*} privateKey 私鑰 * @param {*} inputEncoding 加密數(shù)據(jù)類型 * @param {*} outputEncoding 輸出的數(shù)據(jù)類型 * @param {*} padding 填充方式 * @returns */function privateEncrypt(data, privateKey, inputEncoding, outputEncoding, padding) { const encryptText = crypto.privateEncrypt({ key: privateKey, padding: padding || constants.RSA_PKCS1_PADDING }, Buffer.from(data, inputEncoding)); return encryptText.toString(outputEncoding);}/** * @description * 私鑰解密數(shù)據(jù) * @param {*} data 待解密數(shù)據(jù) * @param {*} privateKey 私鑰 * @param {*} inputEncoding 解密數(shù)據(jù)類型 * @param {*} outputEncoding 輸出的數(shù)據(jù)類型 * @param {*} padding 填充方式 * @returns */function privateDecrypt(data, privateKey, inputEncoding, outputEncoding, padding) { const decryptText = crypto.privateDecrypt({ key: privateKey, padding: padding || constants.RSA_PKCS1_PADDING }, Buffer.from(data, inputEncoding)); return decryptText.toString(outputEncoding);}有四個函數(shù)，分別是公鑰的加解密和私鑰的加解密，我們看下如何使用，示例中是我自己生成的密鑰對，大家可以自行替換
const rsaPublicKey = `-----BEGIN PUBLIC KEY-----MIGfMA0GCSqGSIb3DQEBAQUAA4GNADCBiQKBgQCncWDMXEToSxtGQCmWY2ywl5CQtb81PXYZch4v5M8MNUZPpcmf+VDXQbuWqqTqV/tY7rLviu/BAkFbX9NiFCapF5lPsiVwSGWJQwq0S/++RCwB6yFVEzOKL25jANRBVNwmSOzojveCStYPcEs5Q829ld689TzluDDqUS69dTHGkQIDAQAB-----END PUBLIC KEY-----`const rsaPrivateKey = `-----BEGIN PRIVATE KEY-----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-----END PRIVATE KEY-----`const str = 'xiaoliye'const cipherText = publicEncrypt(str, rsaPublicKey, 'utf8', 'hex') // 公鑰加密const decryptText = privateDecrypt(cipherText, rsaPrivateKey, 'hex', 'utf8') // 私鑰解密console.log(str === decryptText) // trueconst cipherTextPrivate = privateEncrypt(str,rsaPrivateKey,'utf8', 'hex') // 私鑰加密const decryptTextPublic = publicDecrypt(cipherTextPrivate,rsaPublicKey, 'hex', 'utf8') // 公鑰解密console.log(str === decryptTextPublic) // true
密鑰生成方式
網(wǎng)上有很多工具可以一鍵生成配對的公鑰和私鑰，淘寶、微信都有提供相關(guān)工具，或者使用 OpenSSL 生成也可以。
摘要算法（HASH）
把任意長度的輸入，根據(jù)算法生成一串固定長度的偽隨機數(shù)，這一算法就是摘要算法，它有這么幾個特點
根據(jù)這些特點，摘要算法通常用于生成簽名，用來驗證數(shù)據(jù)的完整性。
還有用戶密碼的存儲，如今密碼的存儲主流的方式，就是使用摘要算法生成唯一的標識，為了保證安全性，通常在生成摘要后再加上一串隨機數(shù)(加鹽salt)，在來hash一次。
目前主流的實現(xiàn)有 MD5 和 SHA-2 ， MD5 生成的摘要是 32 字節(jié)， sha256 生成的摘要是 64 字節(jié)。
編碼實現(xiàn)
仍然是使用官方提供的 crypto 庫
/** * @description * md5 * @param {*} data * @returns */function md5(data){ const hash = crypto.createHash('md5'); return hash.update(data).digest('hex');}/** * @description * sha256 * @param {*} data * @returns */function sha256(data){ const hash = crypto.createHash('sha256'); return hash.update(data).digest('hex');}console.log(md5('asdf')) // 912ec803b2ce49e4a541068d495ab570console.log(sha256('asdf')) // f0e4c2f76c58916ec258f246851bea091d14d4247a2fc3e18694461b1816e13b小結(jié)
涉及加密的活一般是后臺開發(fā)干的，但前端靚仔懂點加密，會讓自己酷酷的~
小伙伴們還有遇到啥其他加密的方式，歡迎一起交流啊~
好了，以上就是這篇文章的全部內(nèi)容了，希望本文的內(nèi)容對大家的學(xué)習(xí)或者工作具有一定的參考學(xué)習(xí)價值，謝謝大家對VeVb武林網(wǎng)的支持。
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