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玩轉(zhuǎn)混合加密

本文轉(zhuǎn)載自微信公眾號(hào)「全棧修仙之路」，作者阿寶哥 。轉(zhuǎn)載本文請(qǐng)聯(lián)系全棧修仙之路公眾號(hào)。

成都創(chuàng)新互聯(lián)公司長期為上千余家客戶提供的網(wǎng)站建設(shè)服務(wù)，團(tuán)隊(duì)從業(yè)經(jīng)驗(yàn)10年，關(guān)注不同地域、不同群體，并針對(duì)不同對(duì)象提供差異化的產(chǎn)品和服務(wù)；打造開放共贏平臺(tái)，與合作伙伴共同營造健康的互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)環(huán)境。為潞州企業(yè)提供專業(yè)的成都做網(wǎng)站、成都網(wǎng)站制作，潞州網(wǎng)站改版等技術(shù)服務(wù)。擁有十多年豐富建站經(jīng)驗(yàn)和眾多成功案例,為您定制開發(fā)。

數(shù)據(jù)加密，是一門歷史悠久的技術(shù)，指通過加密算法和加密密鑰將明文轉(zhuǎn)變?yōu)槊芪?，而解密則是通過解密算法和解密密鑰將密文恢復(fù)為明文。它的核心是密碼學(xué)。

數(shù)據(jù)加密仍是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對(duì)信息進(jìn)行保護(hù)的一種最可靠的辦法。它利用密碼技術(shù)對(duì)信息進(jìn)行加密，實(shí)現(xiàn)信息隱蔽，從而起到保護(hù)信息的安全的作用。

本文阿寶哥將介紹如何對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行混合加密，即使用對(duì)稱加密算法與非對(duì)稱加密算法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，從而進(jìn)一步保證數(shù)據(jù)的安全性。閱讀完本文，你將了解以下內(nèi)容：

  • 什么是對(duì)稱加密、對(duì)稱加密的過程、對(duì)稱加密的優(yōu)缺點(diǎn)及 AES 對(duì)稱加密算法的使用;
  • 什么是非對(duì)稱加密、非對(duì)稱加密的過程、非對(duì)稱加密的優(yōu)缺點(diǎn)及 RSA 非對(duì)稱加密算法的使用;
  • 什么是混合加密、混合加密的過程及如何實(shí)現(xiàn)混合加密。

在最后的 阿寶哥有話說 環(huán)節(jié)，阿寶哥還將簡單介紹一下什么是消息摘要算法和什么是 MD5 算法及其用途與缺陷。

好的，現(xiàn)在讓我們步入正題。為了讓剛接觸混合加密的小伙伴更好地了解并掌握混合加密，阿寶哥將乘坐 “時(shí)光機(jī)” 帶大家來到某個(gè)發(fā)版的夜晚...

[[334543]]

 

那一晚我們團(tuán)隊(duì)的小伙伴正在等服務(wù)端數(shù)據(jù)升級(jí)，為了讓大家 “忘記” 這個(gè)漫漫的升級(jí)過程，阿寶哥就立馬組織了一場關(guān)于混合加密的技術(shù)分享會(huì)。在阿寶哥 “威逼利誘” 之下，團(tuán)隊(duì)的小伙伴們很快就到齊了，之后阿寶哥以以下對(duì)話拉開了分享會(huì)的序幕：

 

幾分鐘過后，小哥講完了，基本關(guān)鍵點(diǎn)都有回答上來，但還遺漏了一些內(nèi)容。為了讓小伙伴們更好地理解對(duì)稱加密，阿寶哥對(duì)小哥表述的內(nèi)容進(jìn)行了重新梳理，下面讓我們來一起認(rèn)識(shí)一下對(duì)稱加密。

一、對(duì)稱加密

1.1 什么是對(duì)稱加密

對(duì)稱密鑰算法(英語：Symmetric-key algorithm)又稱為對(duì)稱加密、私鑰加密、共享密鑰加密，是密碼學(xué)中的一類加密算法。這類算法在加密和解密時(shí)使用相同的密鑰，或是使用兩個(gè)可以簡單地相互推算的密鑰。

1.2 對(duì)稱加密的優(yōu)點(diǎn)

算法公開、計(jì)算量小、加密速度快、加密效率高，適合對(duì)大量數(shù)據(jù)進(jìn)行加密的場景。 比如 HLS(HTTP Live Streaming)普通加密場景中，一般會(huì)使用 AES-128 對(duì)稱加密算法對(duì) TS 切片進(jìn)行加密，以保證多媒體資源安全。

1.3 對(duì)稱加密的過程

發(fā)送方使用密鑰將明文數(shù)據(jù)加密成密文，然后發(fā)送出去，接收方收到密文后，使用同一個(gè)密鑰將密文解密成明文讀取。

 

1.4 對(duì)稱加密的使用示例

常見的對(duì)稱加密算法有 AES、ChaCha20、3DES、Salsa20、DES、Blowfish、IDEA、RC5、RC6、Camellia。這里我們以常見的 AES 算法為例，來介紹一下 AES(Advanced Encryption Standard)對(duì)稱加密與解密的過程。

下面阿寶哥將使用 crypto-js 這個(gè)庫來介紹 AES 算法的加密與解密，該庫提供了 CryptoJS.AES.encrypt() 方法用于實(shí)現(xiàn) AES 加密，而 AES 解密對(duì)應(yīng)的方法是 CryptoJS.AES.decrypt()。

基于上述兩個(gè)方法阿寶哥進(jìn)一步封裝了 aesEncrypt() 和 aesDecrypt() 這兩個(gè)方法，它們分別用于 AES 加密與解密，其具體實(shí)現(xiàn)如下所示：

1.4.1 AES 加密方法

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. // AES加密 
    2.   
  
  
  
  2. function aesEncrypt(content) { 
    3.   
  
  
  
  3.   let text = CryptoJS.enc.Utf8.parse(JSON.stringify(content)); 
    4.   
  
  
  
  4.   let encrypted = CryptoJS.AES.encrypt(text, key, { 
    5.   
  
  
  
  5.     iv: iv, 
    6.   
  
  
  
  6.     mode: CryptoJS.mode.CBC, 
    7.   
  
  
  
  7.     padding: CryptoJS.pad.Pkcs7, 
    8.   
  
  
  
  8.   }); 
    9.   
  
  
  
  9.   return encrypted.toString(); 
    10.   
  
  
  
  10. } 
    11.

1.4.2 AES 解密方法

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. // AES解密 
    2.   
  
  
  
  2. function aesDecrypt(content) { 
    3.   
  
  
  
  3.   let decrypt = CryptoJS.AES.decrypt(content, key, { 
    4.   
  
  
  
  4.     iv: iv, 
    5.   
  
  
  
  5.     mode: CryptoJS.mode.CBC, 
    6.   
  
  
  
  6.     padding: CryptoJS.pad.Pkcs7, 
    7.   
  
  
  
  7.   }); 
    8.   
  
  
  
  8.   return decrypt.toString(CryptoJS.enc.Utf8); 
    9.   
  
  
  
  9. } 
    10.

1.4.3 AES 加密與解密示例

 

在以上示例中，我們?cè)陧撁嫔蟿?chuàng)建了 3 個(gè) textarea，分別用于存放明文、加密后的密文和解密后的明文。當(dāng)用戶點(diǎn)擊 加密 按鈕時(shí)，會(huì)對(duì)用戶輸入的明文進(jìn)行 AES 加密，完成加密后，會(huì)把密文顯示在密文對(duì)應(yīng)的 textarea 中，當(dāng)用戶點(diǎn)擊 解密 按鈕時(shí)，會(huì)對(duì)密文進(jìn)行 AES 解密，完成解密后，會(huì)把解密后的明文顯示在對(duì)應(yīng)的 textarea 中。

以上示例對(duì)應(yīng)的完整代碼如下所示：

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1.  
    2.   
  
  
  
  2.  
    3.   
  
  
  
  3.    
    4.   
  
  
  
  4.      
    5.   
  
  
  
  5.      
    6.   
  
  
  
  6.     AES 對(duì)稱加密與解密示例 
    7.   
  
  
  
  7.      
    8.   
  
  
  
  8.    
    9.   
  
  
  
  9.    
    10.   
  
  
  
  10.     
    阿寶哥：AES 對(duì)稱加密與解密示例（CBC 模式）
     
    11.   
  
  
  
  11.      
    12.   
  
  
  
  12.        
    13.   
  
  
  
  13.         
    ①明文加密 => 加密
     
    14.   
  
  
  
  14.          
    15.   
  
  
  
  15.       
 
  •        
  •         

    ②密文解密 => 解密

     
  •          
  •       
    •  
  •        
  •         

    ③解密后的明文

     
  •          
  •       
    •  
  •     
    •  
  •      
  •      
  •      
  •      
  •      
  •      
  •      
  •      
  •      
  •    
  •  

    •  

    在上面的示例中，我們通過 AES 對(duì)稱加密算法，對(duì) “我是阿寶哥” 明文進(jìn)行加密，從而實(shí)現(xiàn)信息隱蔽。

     

    那么使用對(duì)稱加密算法就可以解決我們前面的問題么?答案是否定，這是因?yàn)閷?duì)稱加密存在一些的缺點(diǎn)。

    1.5 對(duì)稱加密的缺點(diǎn)

    通過使用對(duì)稱加密算法，我們已經(jīng)把明文加密成密文。雖然這解決了數(shù)據(jù)的安全性，但同時(shí)也帶來了另一個(gè)新的問題。因?yàn)閷?duì)稱加密算法，加密和解密時(shí)使用的是同一個(gè)密鑰，所以對(duì)稱加密的安全性就不僅僅取決于加密算法本身的強(qiáng)度，更取決于密鑰是否被安全的傳輸或保管。

    另外對(duì)于實(shí)際應(yīng)用場景，為了避免單一的密鑰被攻破，從而導(dǎo)致所有的加密數(shù)據(jù)被破解，對(duì)于不同的數(shù)據(jù)，我們一般會(huì)使用不同的密鑰進(jìn)行加密，這樣雖然提高了安全性，但也增加了密鑰管理的難度。

    由于對(duì)稱加密存在以上的問題，因此它并不是一種好的解決方案。為了找到更好的方案，阿寶哥開始了另一輪新的對(duì)話。

     

     

     

     

    二、非對(duì)稱加密

    2.1 什么是非對(duì)稱加密

    非對(duì)稱加密算法需要兩個(gè)密鑰：公開密鑰(publickey：簡稱公鑰)和私有密鑰(privatekey：簡稱私鑰)。公鑰與私鑰是一對(duì)，如果用公鑰對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，只有用對(duì)應(yīng)的私鑰才能解密。 因?yàn)榧用芎徒饷苁褂玫氖莾蓚€(gè)不同的密鑰，所以這種算法叫作非對(duì)稱加密算法。

    2.2 非對(duì)稱加密的優(yōu)點(diǎn)

    安全性更高，公鑰是公開的，私鑰是自己保存的，不需要將私鑰提供給別人。

    2.3 非對(duì)稱加密的過程

     

    2.4 非對(duì)稱加密的使用示例

    常見的非對(duì)稱加密算法有 RSA、Elgamal、背包算法、Rabin、D-H、ECC(橢圓曲線加密算法)。這里我們以常見的 RSA 算法為例，來介紹一下 RSA 非對(duì)稱加密與解密的過程。

    RSA 是 1977 年由羅納德·李維斯特(Ron Rivest)、阿迪·薩莫爾(Adi Shamir)和倫納德·阿德曼(Leonard Adleman)一起提出的。當(dāng)時(shí)他們?nèi)硕荚诼槭±砉W(xué)院工作。RSA 就是他們?nèi)诵帐祥_頭字母拼在一起組成的。

    下面阿寶哥將使用 jsencrypt 這個(gè)庫來介紹 RSA 算法的加密與解密，該庫提供了 encrypt() 方法用于實(shí)現(xiàn) RSA 加密，而 RSA 解密對(duì)應(yīng)的方法是 decrypt()。

    2.4.1 創(chuàng)建公私鑰

    使用 jsencrypt 這個(gè)庫之前，我們需要先生成公鑰和私鑰。接下來阿寶哥以 macOS 系統(tǒng)為例，來介紹一下如何生成公私鑰。

    首先我們先來生成私鑰，在命令行輸入以下命令：

     
 
 
 
      
  
  
  
  
    1. $ openssl genrsa -out rsa_1024_priv.pem 1024 
      2.

    在該命令成功運(yùn)行之后，在當(dāng)前目錄下會(huì)生成一個(gè) rsa_1024_priv.pem 文件，該文件的內(nèi)容如下：

     
 
 
 
      
  
  
  
  
    1. -----BEGIN RSA PRIVATE KEY----- 
      2.   
  
  
  
    2. MIICWwIBAAKBgQDocWYwnJ4DYur0BjxFjJkLv4QRJpTJnwjiwxkuJZe1HTIIuLbu 
      3.   
  
  
  
    3. /yHyHLhc2MAHKL0Ob+8tcKXKsL1oxs467+q0jA+glOUtBXFcUnutWBbnf9qIDkKP 
      4.   
  
  
  
    4. ... 
      5.   
  
  
  
    5. bKkRJNJ2PpfWA45Vdq6u+izrn9e2TabKjWIfTfT/ZQ== 
      6.   
  
  
  
    6. -----END RSA PRIVATE KEY----- 
      7.

    然后我們來生成公鑰，同樣在命令行輸入以下命令：

     
 
 
 
      
  
  
  
  
    1. $ openssl rsa -pubout -in rsa_1024_priv.pem -out rsa_1024_pub.pem 
      2.

    在該命令成功運(yùn)行之后，在當(dāng)前目錄下會(huì)生成一個(gè) rsa_1024_pub.pem 文件，該文件的內(nèi)容如下：

     
 
 
 
      
  
  
  
  
    1. -----BEGIN PUBLIC KEY----- 
      2.   
  
  
  
    2. MIGfMA0GCSqGSIb3DQEBAQUAA4GNADCBiQKBgQDocWYwnJ4DYur0BjxFjJkLv4QR 
      3.   
  
  
  
    3. JpTJnwjiwxkuJZe1HTIIuLbu/yHyHLhc2MAHKL0Ob+8tcKXKsL1oxs467+q0jA+g 
      4.   
  
  
  
    4. lOUtBXFcUnutWBbnf9qIDkKP2uoDdZ//LUeW7jibVrVJbXU2hxB8bQpBkltZf/xs 
      5.   
  
  
  
    5. cyhRIeiXxs13vlSHVwIDAQAB 
      6.   
  
  
  
    6. -----END PUBLIC KEY----- 
      7.

    2.4.2 創(chuàng)建 RSA 加密器和解密器

    創(chuàng)建完公私鑰之后，我們就可以進(jìn)一步創(chuàng)建 RSA 加密器和解密器，具體代碼如下：

     
 
 
 
      
  
  
  
  
    1. const PUBLIC_KEY = `-----BEGIN PUBLIC KEY----- 
      2.   
  
  
  
    2. MIGfMA0GCSqGSIb3DQEBAQUAA4GNADCBiQKBgQDocWYwnJ4DYur0BjxFjJkLv4QR 
      3.   
  
  
  
    3. ... 
      4.   
  
  
  
    4. cyhRIeiXxs13vlSHVwIDAQAB 
      5.   
  
  
  
    5. -----END PUBLIC KEY-----`; 
      6.   
  
  
  
    6.  
      7.   
  
  
  
    7. const PRIVATE_KEY = `-----BEGIN RSA PRIVATE KEY----- 
      8.   
  
  
  
    8. MIICWwIBAAKBgQDocWYwnJ4DYur0BjxFjJkLv4QRJpTJnwjiwxkuJZe1HTIIuLbu 
      9.   
  
  
  
    9. ... 
      10.   
  
  
  
    10. bKkRJNJ2PpfWA45Vdq6u+izrn9e2TabKjWIfTfT/ZQ== 
      11.   
  
  
  
    11. -----END RSA PRIVATE KEY-----`; 
      12.   
  
  
  
    12.  
      13.   
  
  
  
    13. const encryptor = new JSEncrypt(); // RSA加密器 
      14.   
  
  
  
    14. encryptor.setPublicKey(PUBLIC_KEY); 
      15.   
  
  
  
    15.  
      16.   
  
  
  
    16. const decryptor = new JSEncrypt(); // RSA解密器 
      17.   
  
  
  
    17. decryptor.setPrivateKey(PRIVATE_KEY); 
      18.

    2.4.3 RSA 加密與解密示例(下圖標(biāo)題為 RSA非對(duì)稱加密)

     

    在以上示例中，我們?cè)陧撁嫔蟿?chuàng)建了 3 個(gè) textarea，分別用于存放明文、加密后的密文和解密后的明文。當(dāng)用戶點(diǎn)擊 加密 按鈕時(shí)，會(huì)對(duì)用戶輸入的明文進(jìn)行 RSA 加密，完成加密后，會(huì)把密文顯示在密文對(duì)應(yīng)的 textarea 中，當(dāng)用戶點(diǎn)擊 解密 按鈕時(shí)，會(huì)對(duì)密文進(jìn)行 RSA 解密，完成解密后，會(huì)把解密后的明文顯示在對(duì)應(yīng)的 textarea 中。

    以上示例對(duì)應(yīng)的完整代碼如下所示：

    阿寶哥：RSA 非對(duì)稱加密與解密示例

       
 
 
 
      
    
  
  
  
    1.  
      2.     
  
  
  
    2.  
      3.     
  
  
  
    3.    
      4.     
  
  
  
    4.      
      5.     
  
  
  
    5.      
      6.     
  
  
  
    6.     RSA 非對(duì)稱加密與解密示例 
      7.     
  
  
  
    7.      
      8.     
  
  
  
    8.    
      9.     
  
  
  
    9.    
      10.     
  
  
  
    10.     
      阿寶哥：RSA 非對(duì)稱加密與解密示例
       
      11.     
  
  
  
    11.      
      12.     
  
  
  
    12.        
      13.     
  
  
  
    13.         
      ①明文加密 => 加密
       
      14.     
  
  
  
    14.          
      15.     
  
  
  
    15.       
     
  •        
  •         

    ②密文解密 => 解密

     
  •          
  •       
    •  
  •        
  •         

    ③解密后的明文

     
  •          
  •       
    •  
  •     
    •  
  •      
  •      
  •    
  •  

    •  

    在上面的示例中，我們通過 RSA 非對(duì)稱加密算法，對(duì) “我是阿寶哥” 明文進(jìn)行加密，從而實(shí)現(xiàn)信息隱蔽。

     

    那么使用非對(duì)稱加密算法就可以解決我們前面的問題么?答案是否定，這是因?yàn)榉菍?duì)稱加密也存在一些的缺點(diǎn)。

    2.5 非對(duì)稱加密的缺點(diǎn)

    非對(duì)稱加密算法加密和解密花費(fèi)時(shí)間長、速度慢，只適合對(duì)少量數(shù)據(jù)進(jìn)行加密。因?yàn)槲覀円峁┑氖峭ㄓ玫慕鉀Q方案，即要同時(shí)考慮到少量數(shù)據(jù)和大量數(shù)據(jù)的情況，所以非對(duì)稱加密也不是一個(gè)好的解決方案。為了解決問題，阿寶哥又重新開啟了一輪新的對(duì)話。

     

    三、混合加密

    3.1 什么是混合加密

    混合加密是結(jié)合 對(duì)稱加密 和 非對(duì)稱加密 各自優(yōu)點(diǎn)的一種加密方式。其具體的實(shí)現(xiàn)思路是先使用 對(duì)稱加密算法 對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，然后使用非對(duì)稱加密算法對(duì) 對(duì)稱加密的密鑰進(jìn)行非對(duì)稱加密，之后再把加密后的密鑰和加密后的數(shù)據(jù)發(fā)送給接收方。

    為了讓小伙伴們更加直觀理解上述的過程，阿寶哥花了點(diǎn)心思畫了一張圖，用來進(jìn)一步說明混合加密的過程，下面我們就一起來看圖吧。

    3.2 混合加密的過程

     

    3.3 混合加密的實(shí)現(xiàn)

    了解完 “混合加密數(shù)據(jù)傳輸流程”，阿寶哥跟小伙伴一起來實(shí)現(xiàn)一下上述的混合加密流程。這里我們會(huì)基于前面介紹過的對(duì)稱加密和非對(duì)稱加密的示例進(jìn)行開發(fā)，即以下示例會(huì)直接利用前面非對(duì)稱加密示例中用到的公私鑰。

    3.3.1 創(chuàng)建生成隨機(jī) AES 密鑰的函數(shù)

     
 
 
 
      
  
  
  
  
    1. function getRandomAESKey() { 
      2.   
  
  
  
    2.   return ( 
      3.   
  
  
  
    3.     Math.random().toString(36).substring(2, 10) + 
      4.   
  
  
  
    4.     Math.random().toString(36).substring(2, 10) 
      5.   
  
  
  
    5.   ); 
      6.   
  
  
  
    6. } 
      7.

    3.3.2 創(chuàng)建 AES 加密和解密函數(shù)

     
 
 
 
      
  
  
  
  
    1. // AES加密 
      2.   
  
  
  
    2. function aesEncrypt(key, iv, content) { 
      3.   
  
  
  
    3.   let text = CryptoJS.enc.Utf8.parse(JSON.stringify(content)); 
      4.   
  
  
  
    4.   let encrypted = CryptoJS.AES.encrypt(text, key, { 
      5.   
  
  
  
    5.     iv: iv, 
      6.   
  
  
  
    6.     mode: CryptoJS.mode.CBC, 
      7.   
  
  
  
    7.     padding: CryptoJS.pad.Pkcs7, 
      8.   
  
  
  
    8.   }); 
      9.   
  
  
  
    9.   return encrypted.toString(); 
      10.   
  
  
  
    10. } 
      11.   
  
  
  
    11.  
      12.   
  
  
  
    12. // AES解密 
      13.   
  
  
  
    13. function aesDecrypt(key, iv, content) { 
      14.   
  
  
  
    14.   let decrypt = CryptoJS.AES.decrypt(content, key, { 
      15.   
  
  
  
    15.     iv: iv, 
      16.   
  
  
  
    16.     mode: CryptoJS.mode.CBC, 
      17.   
  
  
  
    17.     padding: CryptoJS.pad.Pkcs7, 
      18.   
  
  
  
    18.   }); 
      19.   
  
  
  
    19.   return decrypt.toString(CryptoJS.enc.Utf8); 
      20.   
  
  
  
    20. } 
      21.

    3.3.3 創(chuàng)建 RSA 加密器和解密器

     
 
 
 
      
  
  
  
  
    1. const PUBLIC_KEY = `-----BEGIN PUBLIC KEY----- 
      2.   
  
  
  
    2. MIGfMA0GCSqGSIb3DQEBAQUAA4GNADCBiQKBgQDocWYwnJ4DYur0BjxFjJkLv4QR 
      3.   
  
  
  
    3. ... 
      4.   
  
  
  
    4. cyhRIeiXxs13vlSHVwIDAQAB 
      5.   
  
  
  
    5. -----END PUBLIC KEY-----`; 
      6.   
  
  
  
    6.  
      7.   
  
  
  
    7. const PRIVATE_KEY = `-----BEGIN RSA PRIVATE KEY----- 
      8.   
  
  
  
    8. MIICWwIBAAKBgQDocWYwnJ4DYur0BjxFjJkLv4QRJpTJnwjiwxkuJZe1HTIIuLbu 
      9.   
  
  
  
    9. ... 
      10.   
  
  
  
    10. bKkRJNJ2PpfWA45Vdq6u+izrn9e2TabKjWIfTfT/ZQ== 
      11.   
  
  
  
    11. -----END RSA PRIVATE KEY-----`; 
      12.   
  
  
  
    12.  
      13.   
  
  
  
    13. const rsaEncryptor = new JSEncrypt(); // RSA加密器 
      14.   
  
  
  
    14. rsaEncryptor.setPublicKey(PUBLIC_KEY); 
      15.   
  
  
  
    15.  
      16.   
  
  
  
    16. const rsaDecryptor = new JSEncrypt(); // RSA解密器 
      17.   
  
  
  
    17. rsaDecryptor.setPrivateKey(PRIVATE_KEY); 
      18.

    3.3.4 創(chuàng)建混合加密加密和解密函數(shù)

     
 
 
 
      
  
  
  
  
    1. function hybirdEncrypt(data) { 
      2.   
  
  
  
    2.   const iv = getRandomAESKey(); 
      3.   
  
  
  
    3.   const key = getRandomAESKey(); 
      4.   
  
  
  
    4.   const encryptedData = aesEncrypt(key, iv, data); 
      5.   
  
  
  
    5.   const encryptedIv = rsaEncryptor.encrypt(iv); 
      6.   
  
  
  
    6.   const encryptedKey = rsaEncryptor.encrypt(key); 
      7.   
  
  
  
    7.   return { 
      8.   
  
  
  
    8.     iv: encryptedIv, 
      9.   
  
  
  
    9.     key: encryptedKey, 
      10.   
  
  
  
    10.     data: encryptedData, 
      11.   
  
  
  
    11.    }; 
      12.   
  
  
  
    12. } 
      13.   
  
  
  
    13.  
      14.   
  
  
  
    14. function hybirdDecrypt(encryptedResult) { 
      15.   
  
  
  
    15.   const iv = rsaDecryptor.decrypt(encryptedResult.iv); 
      16.   
  
  
  
    16.   const key = rsaDecryptor.decrypt(encryptedResult.key); 
      17.   
  
  
  
    17.   const data = encryptedResult.data; 
      18.   
  
  
  
    18.   return aesDecrypt(key, iv, data); 
      19.   
  
  
  
    19. } 
      20.

    3.3.5 混合加密與解密示例

    以上步驟完成之后，我們基本已經(jīng)完成了混合加密的功能，在看完整代碼之前，我們先來看一下實(shí)際的運(yùn)行效果：

     

    備注：密文解密下方對(duì)應(yīng)的 textarea 文本框中，除了加密的數(shù)據(jù)之外，還會(huì)包含使用 RSA 加密過的 AES CBC 模式中的 iv 和 key。

    在以上示例中，我們?cè)陧撁嫔蟿?chuàng)建了 3 個(gè) textarea，分別用于存放明文、加密后的數(shù)據(jù)和解密后的明文。當(dāng)用戶點(diǎn)擊 加密 按鈕時(shí)，會(huì)對(duì)用戶輸入的明文進(jìn)行混合加密，完成加密后，會(huì)把加密的數(shù)據(jù)顯示在密文對(duì)應(yīng)的 textarea 中，當(dāng)用戶點(diǎn)擊 解密 按鈕時(shí)，會(huì)對(duì)密文進(jìn)行 混合解密，即先使用 RSA 私鑰解密 AES 的 key 和 iv，然后再使用它們對(duì) AES 加密過的密文進(jìn)行 AES 解密，完成解密后，會(huì)把解密后的明文顯示在對(duì)應(yīng)的 textarea 中。

    以上示例對(duì)應(yīng)的完整代碼如下所示：

    阿寶哥：混合加密與解密示例

       
 
 
 
      
    
  
  
  
    1.  
      2.     
  
  
  
    2.  
      3.     
  
  
  
    3.    
      4.     
  
  
  
    4.      
      5.     
  
  
  
    5.      
      6.     
  
  
  
    6.     混合加密與解密示例 
      7.     
  
  
  
    7.      
      8.     
  
  
  
    8.    
      9.     
  
  
  
    9.    
      10.     
  
  
  
    10.     
      阿寶哥：混合加密與解密示例
       
      11.     
  
  
  
    11.      
      12.     
  
  
  
    12.        
      13.     
  
  
  
    13.         
      ①明文加密 => 加密
       
      14.     
  
  
  
    14.          
      15.     
  
  
  
    15.       
     
  •        
  •         

    ②密文解密 => 解密

     
  •          
  •       
    •  
  •        
  •         

    ③解密后的明文

     
  •          
  •       
    •  
  •     
    •  
  •      
  •      
  •      
  •      
  •      
  •      
  •      
  •      
  •      
  •      
  •      
  •      
  •    
  •  

    •  

    3.4 混合加密方案分析

    通過這個(gè)示例，相信大家對(duì)混合加密已經(jīng)有了一定的了解。但在實(shí)際 Web 項(xiàng)目中，我們一般不會(huì)在客戶端進(jìn)行數(shù)據(jù)解密，而是會(huì)把數(shù)據(jù)提交到服務(wù)端，然后由服務(wù)端進(jìn)行數(shù)據(jù)解密和數(shù)據(jù)處理。

    HTTP 協(xié)議對(duì)大多數(shù) Web 開發(fā)者來說，都不會(huì)陌生。HTTP 協(xié)議是基于請(qǐng)求和響應(yīng)，具體如下圖所示：

     

    在對(duì)數(shù)據(jù)安全要求較高的場景或傳輸敏感數(shù)據(jù)時(shí)，我們就可以考慮利用前面的混合加密方案對(duì)提交到服務(wù)端的數(shù)據(jù)進(jìn)行混合加密，當(dāng)服務(wù)端接收到對(duì)應(yīng)的加密數(shù)據(jù)時(shí)，再使用對(duì)應(yīng)的解密算法對(duì)加密的數(shù)據(jù)進(jìn)行解密，從而進(jìn)一步進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。

    但是如果服務(wù)端也要返回敏感數(shù)據(jù)時(shí)，應(yīng)該怎么辦呢?這里阿寶哥給大家介紹一種方案，該方案只需使用一對(duì)公私鑰。當(dāng)然該方案僅供大家參考，如果你有好的方案，歡迎給阿寶哥留言或跟阿寶哥交流喲。

    下面我們來看一下該方案的具體操作流程：

    ① 生成一個(gè)唯一的 reqId(請(qǐng)求 ID)，用于標(biāo)識(shí)當(dāng)前請(qǐng)求;

    ② 分別生成一個(gè)隨機(jī)的 AES Key 和 AES IV(采用 AES CBC 模式);

    ③ 采用 RSA 非對(duì)稱加密算法，分別對(duì) AES Key 和 AES IV 進(jìn)行 RSA 非對(duì)稱加密;

    ④ 采用隨機(jī)生成的 AES Key 和 AES IV 對(duì)敏感數(shù)據(jù)進(jìn)行 AES 對(duì)稱加密;

    ⑤ 把 reqId 作為 key，AES Key 和 AES IV 組成的對(duì)象作為 value 保存到 Map 或 {} 對(duì)象中;

    ⑥ 把 reqId、加密后的 AES Key、AES IV 和加密后的數(shù)據(jù)保存到對(duì)象中提交到服務(wù)端;

    ⑦ 當(dāng)服務(wù)端接收到數(shù)據(jù)后，對(duì)接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行解密，然后使用客戶端傳過來的解密后的 AES Key 和 AES IV 對(duì)響應(yīng)數(shù)據(jù)進(jìn)行 AES 對(duì)稱加密;

    ⑧ 服務(wù)端在完成數(shù)據(jù)加密后，把 reqId 和加密后的數(shù)據(jù)包裝成響應(yīng)對(duì)象，返回給客戶端;

    ⑨ 當(dāng)客戶端成功接收服務(wù)端的響應(yīng)后，先獲取 reqId，進(jìn)而從保存 AES Key 和 IV 的 Map 獲取該 reqId 對(duì)應(yīng)的 AES 加密信息;

    ⑩ 客戶端使用當(dāng)前 reqId 對(duì)應(yīng)的加密信息，對(duì)服務(wù)端返回的數(shù)據(jù)進(jìn)行解密，當(dāng)完成解密之后，從 Map 或 {} 對(duì)象中刪除已有記錄。

    現(xiàn)在我們來對(duì)上述流程做個(gè)簡單分析，首先 AES 加密信息都是隨機(jī)生成的且根據(jù)每個(gè)請(qǐng)求獨(dú)立地保存到內(nèi)存中，把 AES 加密信息中的 Key 和 IV 提交到服務(wù)端的時(shí)候都會(huì)使用 RSA 非對(duì)稱加密算法進(jìn)行加密。

    在服務(wù)端返回?cái)?shù)據(jù)的時(shí)候，會(huì)使用當(dāng)前請(qǐng)求對(duì)應(yīng)的 AES 加密信息對(duì)返回的結(jié)果進(jìn)行加密，同時(shí)返回當(dāng)前請(qǐng)求對(duì)應(yīng)的 reqId(請(qǐng)求 ID)。即服務(wù)端不需要再生成新的 AES 加密信息，來對(duì)響應(yīng)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，這樣就不需要在響應(yīng)對(duì)象中傳遞 AES 加密信息。

    該方案看似挺完美的，由于我們加密的信息還是存在內(nèi)存中，如果使用開發(fā)者工具對(duì) Web 應(yīng)用進(jìn)行調(diào)試時(shí)，那么還是可以看到每個(gè)請(qǐng)求對(duì)應(yīng)的加密信息。那么這個(gè)問題該如何解決呢?能不能防止使用開發(fā)者工具對(duì)我們的 Web 應(yīng)用進(jìn)行調(diào)試，答案是有的。

    不過這里阿寶哥就不繼續(xù)展開了，后面可能會(huì)單獨(dú)寫一篇文章來介紹如何防止使用開發(fā)者工具調(diào)試 Web 應(yīng)用，感興趣的小伙伴可以給我留言喲。

    四、阿寶哥有話說

    4.1 什么是消息摘要算法

    其實(shí)在日常工作中，除了對(duì)稱加密和非對(duì)稱加密算法之外。還有一種用得比較廣的消息摘要算法。消息摘要算法是密碼學(xué)算法中非常重要的一個(gè)分支，它通過對(duì)所有數(shù)據(jù)提取指紋信息以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)簽名、數(shù)據(jù)完整性校驗(yàn)等功能，由于其不可逆性，有時(shí)候會(huì)被用做敏感信息的加密。消息摘要算法也被稱為哈希(Hash)算法或散列算法。

    任何消息經(jīng)過散列函數(shù)處理后，都會(huì)獲得唯一的散列值，這一過程稱為 “消息摘要”，其散列值稱為 “數(shù)字指紋”，其算法自然就是 “消息摘要算法”了。 換句話說，如果其數(shù)字指紋一致，就說明其消息是一致的。

     

    (圖片來源 —— https://zh.wikipedia.org/wiki/散列函數(shù))

    消息摘要算法的主要特征是加密過程不需要密鑰，并且經(jīng)過加密的數(shù)據(jù)無法被解密，目前可以解密逆向的只有 CRC32 算法，只有輸入相同的明文數(shù)據(jù)經(jīng)過相同的消息摘要算法才能得到相同的密文。 消息摘要算法不存在密鑰的管理與分發(fā)問題，適合于分布式網(wǎng)絡(luò)上使用。消息摘要算法主要應(yīng)用在 “數(shù)字簽名” 領(lǐng)域，作為對(duì)明文的摘要算法。著名的摘要算法有 RSA 公司的 MD5 算法和 SHA-1 算法及其大量的變體。

    消息摘要算法擁有以下特點(diǎn)：