crypto加密-实战篇之非对称和对称结合加密

前言

在Web应用中，为了安全地传输用户密码，前端使用AES加密密码，然后使用RSA加密AES密钥。这样可以确保密码在传输过程中不被泄露，同时保证了整个过程的安全性。

步骤

  1. 后端生成RSA密钥对：

    • 后端生成RSA密钥对（公钥和私钥）。
    • 后端将RSA公钥发送给前端。

  2. 前端生成AES密钥：

    • 前端生成一个随机的AES密钥。
    • 前端使用AES密钥加密用户密码。

  3. 前端使用RSA公钥加密AES密钥：

    • 前端使用后端提供的RSA公钥加密AES密钥。

  4. 前端将加密后的数据发送到后端：

    • 前端将加密后的密码、IV（初始化向量）、AuthTag（认证标签）和加密后的AES密钥一起发送到后端。

  5. 后端解密AES密钥：

    • 后端使用RSA私钥解密AES密钥。

  6. 后端使用AES密钥解密密码：

    • 后端使用解密后的AES密钥解密用户密码。
graph TD A[用户输入密码] --> B[前端生成AES密钥] B --> C[前端使用AES密钥加密密码] C --> D[前端使用RSA公钥加密AES密钥] D --> E[前端将加密后的数据发送到后端] E --> F[后端使用RSA私钥解密AES密钥] F --> G[后端使用AES密钥解密密码] G --> H[后端验证密码]

详细步骤说明

  1. 后端生成RSA密钥对：

    • 后端生成RSA密钥对，并将公钥发送给前端。
    • 示例代码：
      const crypto = require('crypto');

const { publicKey, privateKey } = crypto.generateKeyPairSync('rsa', {
    modulusLength: 2048,
    publicKeyEncoding: { type: 'spki', format: 'pem' },
    privateKeyEncoding: { type: 'pkcs8', format: 'pem' }
});

console.log('Public Key:', publicKey);

  2. 前端生成AES密钥：

    • 前端生成一个随机的AES密钥。
    • 示例代码：
      const crypto = require('crypto');

const aesKey = crypto.randomBytes(32); // 256位AES密钥

  3. 前端使用AES密钥加密密码：

    • 前端使用AES密钥加密用户密码。
    • 示例代码：
      const crypto = require('crypto');

function encryptData(data, aesKey) {
    const iv = crypto.randomBytes(12); // 12字节IV
    const cipher = crypto.createCipheriv('aes-256-gcm', aesKey, iv);
    let encrypted = cipher.update(data, 'utf8', 'hex');
    encrypted += cipher.final('hex');
    const authTag = cipher.getAuthTag().toString('hex');
    return { iv: iv.toString('hex'), encrypted, authTag };
}

const data = 'my_secret_password';
const { iv, encrypted, authTag } = encryptData(data, aesKey);

  4. 前端使用RSA公钥加密AES密钥：

    • 前端使用RSA公钥加密AES密钥。
    • 示例代码：
      const crypto = require('crypto');

const encryptedAESKey = crypto.publicEncrypt(
    {
        key: publicKey,
        padding: crypto.constants.RSA_PKCS1_PADDING
    },
    aesKey
);

console.log('Encrypted AES Key:', encryptedAESKey.toString('base64'));

  5. 前端将加密后的数据发送到后端：

    • 前端将加密后的密码、IV、AuthTag和加密后的AES密钥一起发送到后端。
    • 示例代码：
      const encryptedData = {
    encryptedPassword: encrypted,
    iv: iv,
    authTag: authTag,
    encryptedAESKey: encryptedAESKey.toString('base64')
};

// 发送到后端
console.log(encryptedData);

  6. 后端解密AES密钥：

    • 后端使用RSA私钥解密AES密钥。
    • 示例代码：
      const crypto = require('crypto');

const decryptedAESKey = crypto.privateDecrypt(
    {
        key: privateKey,
        padding: crypto.constants.RSA_PKCS1_PADDING
    },
    Buffer.from(encryptedAESKey, 'base64')
);

console.log('Decrypted AES Key:', decryptedAESKey.toString('hex'));

  7. 后端使用AES密钥解密密码：

    • 后端使用解密后的AES密钥解密用户密码。
    • 示例代码：
      const crypto = require('crypto');

function decryptData(encryptedData, iv, authTag, aesKey) {
    const decipher = crypto.createDecipheriv('aes-256-gcm', aesKey, Buffer.from(iv, 'hex'));
    decipher.setAuthTag(Buffer.from(authTag, 'hex'));
    let decrypted = decipher.update(encryptedData, 'hex', 'utf8');
    decrypted += decipher.final('utf8');
    return decrypted;
}

const decryptedPassword = decryptData(encrypted, iv, authTag, decryptedAESKey);
console.log('Decrypted Password:', decryptedPassword);

入库

若还需反解，那就后端在解析完前端的加密后，再次使用后端自己的对称密钥文件进行加密存储！
否则直接 hash 化即可！

针对密码，hash 化处理是最常见的。所以后续都是再讲 hash 化！

将用户设置的密码入库：hash 化的字符串，以及加入的随机字符salt

import crypto from "crypto";

// 使用PBKDF2对密码进行哈希处理
const hashPassword = ( password: string,  saltParam?: string ): { hash: string; salt: string } => {
  const saltValue = saltParam || crypto.randomBytes(4).toString("hex"); // 生成随机盐值（也就是随机字符串），建议 6 位
  const iterations = 100000; // 迭代次数
  const keyLength = 6; // 哈希长度（建议 64 为）
  const digest = "sha512"; // 哈希算法

  const hash = crypto
    .pbkdf2Sync(password, saltValue, iterations, keyLength, digest)
    .toString("hex");

  return {
    hash,
    salt: saltValue,
  };
};

// 将明文密码哈希处理，并入库（注册的时候）
const { hash, salt } = hashPassword("hello2015");
console.log(hash, salt); // 0aafb73d2d7f, d49e7a0a
const record = { // 入库数据
  pwd: 'c50b44be34b6',
  salt:'b0b9f633'
}

校验使用

const inputPwd = 'hello2015'; // 前端传递过的需要校验（是否存在）的数据
const { hash: newHash } = hashPassword(inputPwd, record.salt);
if(newHash === record.pwd){
  console.log("密码验证成功");
}

400

hash

哈希化（Hashing）是一种单向过程，设计上是不可逆的。这意味着你不能从哈希值直接还原出原始数据。，所以即便不小心泄露了也没事。

salt

中文为盐，目的是在给字符串 hash 化的时候，加上随机字符。
这样即便密码相同，hash 也会不同，从而防止防止彩虹表攻击，即为每个用户生成一个独特的盐值。

盐值本身无意义，所以泄露了也没事！

总结

这是一个典型的非对称加密结合对称加密的流程，常用于安全传输敏感数据（如密码）

1、后端或前端 产出非对称密钥（找个安全的地方存储起来，私钥千万不能暴漏）
2、前端每次加密都需临时生成对称密钥-->去加密数据
3、前端还需要拿非对称的公钥-->去加密第二步产出的对称密钥
4、前端把第2 和第 3 步骤，产出都数据都提交给后端
5、后端拿非对称的私钥 去解密对称密钥，再拿对称密钥解密出密码
6、后端拿解密出的密码去 hash 化，注意保 hash 用到的留盐值
7、最后后端将 hash 化的密码入库，并把盐值也入库

上诉描述的内容完全属于计算机密码学（Cryptography）的知识范畴，而且是现代密码学中非常经典和实用的技术组合。
您提出的方案是一个典型的混合加密系统（Hybrid Cryptosystem），它结合了两种密码学体系的优点

posted @ 2025-08-25 15:38  丁少华  阅读(31)  评论(0)    收藏  举报