十四.加密解密

前言

crypto是node.js中实现加密和解密的模块，在node.js中，使用OpenSSL类库作为内部实现加密解密的手段OpenSSL是一个经过严格测试的可靠的加密与解密算法的实现工具

1.散列（哈希）算法

散列算法也叫哈希算法，用来把任意长度的输入变成固定长度的输出，常见的有md5,sha1等

• 相同的输入会产生相同的输出
• 不同的输入会产生不同的输出
• 任意长度的输入输出的长度是相同的
• 不能从输出推算出输入的值

1.1 获取所有的散列算法

var crypto = require("crypto")
console.log(crypto.getHashes())
// [
//   'RSA-MD4',
//   'RSA-MD5',
//   'RSA-MDC2',
//   'RSA-RIPEMD160',
//   'RSA-SHA1',
//   'RSA-SHA1-2',
//   'RSA-SHA224',
//   'RSA-SHA256',
//   'RSA-SHA3-224',
//   'RSA-SHA3-256',
//   'RSA-SHA3-384',
//   'RSA-SHA3-512',
//   'RSA-SHA384',
//   'RSA-SHA512',
//   'RSA-SHA512/224',
//   'RSA-SHA512/256',
//   'RSA-SM3',
//   'blake2b512',
//   'blake2s256',
//   'id-rsassa-pkcs1-v1_5-with-sha3-224',
//   'id-rsassa-pkcs1-v1_5-with-sha3-256',
//   'id-rsassa-pkcs1-v1_5-with-sha3-384',
//   'id-rsassa-pkcs1-v1_5-with-sha3-512',
//   'md4',
//   'md4WithRSAEncryption',
//   'md5',
//   'md5-sha1',
//   'md5WithRSAEncryption',
//   'mdc2',
//   'mdc2WithRSA',
//   'ripemd',
//   'ripemd160',
//   'ripemd160WithRSA',
//   'rmd160',
//   'sha1',
//   'sha1WithRSAEncryption',
//   'sha224',
//   'sha224WithRSAEncryption',
//   'sha256',
//   'sha256WithRSAEncryption',
//   'sha3-224',
//   'sha3-256',
//   'sha3-384',
//   'sha3-512',
//   'sha384',
//   'sha384WithRSAEncryption',
//   'sha512',
//   'sha512-224',
//   'sha512-224WithRSAEncryption',
//   'sha512-256',
//   'sha512-256WithRSAEncryption',
//   'sha512WithRSAEncryption',
//   'shake128',
//   'shake256',
//   'sm3',
//   'sm3WithRSAEncryption',
//   'ssl3-md5',
//   'ssl3-sha1',
//   'whirlpool'
// ]

1.2 散列算法示例

var crypto = require("crypto")
var hash = crypto.createHash("md5") // 创建HASH对象
hash = hash.update("你好") // 增加要添加摘要的数据，摘要输出前可以使用多次update
hash = hash.digest("hex") // 返回加密的密文，以16进制的形式打印
console.log(hash)
// 7eca689f0d3389d9dea66ae112e5cfd7

1.3 多次 update

var fs = require("fs")
var shasum = crypto.createHash("sha1") // 返回sha1哈希算法
var rs = fs.createReadStream(" ./readme.txt")
rs.on("data", function(data) {
  shasum.update(data) // 指定要摘要的原始内容，可以在摘要被输出之前使用多次update方法类添加摘要内容
})
rs.on("end", function() {
  var result = shasum.digest("hex") //摘要输出，在使用digest方法之后不能再向hash对象追加摘要内容
  console.log(result)
})

2.HMAC 算法

HMAC 算法将散列算法与一个密钥结合在一起，以组织对签名完整性的破坏

2.1 语法

let hmac = crypto.createHmac(algorithm, key)
hmac.update(data)

• algorithm 是一个可用的摘要算法，例如 sha1、md5、sha256
• key 为一个字符串，用于指定一个 PEM 格式的密钥

2.2 生成私钥

PEM 时 OpenSSL 的标准格式，OpenSSL 使用 PEM 文件格式存储证书和密钥，是基于 Base64 编码的证书

openssl genrsa -out rsa_private.key 1024

2.3 示例

let pem = fs.readFileSync(path.join(__dirname, "./rsa_private.key"))
let key = pem.toString("ascii")
let hmac = crypto.createHmac("sha1", key)
let rs = fs.createReadStream(path.join(__dirname, "./1.txt"))
rs.on("data", function(data) {
  hmac.update(data)
})
rs.on("end", function() {
  let result = hmac.digest("hex")
  console.log(result)
})

3.对称加密

• blowfish 算法是一种对称的加密算法，对称的意思就是加密和解密使用的是同一个密钥

var crypto = require("crypto")
var fs = require("fs")
let str = "hello"
let cipher = crypto.createCipher(
  "blowfish",
  fs.readFileSync(path.join(__dirname, "rsa_private.key"))
)
let encry = cipher.update(str, "utf8", "hex")
encry += cipher.final("hex")
console.log(encry)
let deciper = crypto.createDecipher(
  "blowfish",
  fs.readFileSync(path.join(__dirname, "rsa_private.key"))
)
let deEncry = deciper.update(encry, "hex", "utf8")
deEncry += deciper.final("utf8")
console.log(deEncry)

4.非对称加密算法

• 非对称加密算法需要两个密钥：公开密钥（publickey）和私有密钥（privatekey）
• 公钥与私钥是一对，如果用公钥对数据进行加密，只有用对应的私钥才能解密，如果用私钥加密，只能公钥解密
• 因为加密和解密使用的是两个不同的密钥，所以这种算法叫作非对称加密算法

为私钥创建公钥

openssl rsa -in rsa_private.key -pubout -out rsa_public.key

var crypto = require("crypto")
var fs = require("fs")
let key = fs.readFileSync(path.join(__dirname, "rsa_private.key"))
let secret = crypto.publicEncrypt(cert, buffer) //公钥加密
let result = crypto.privateDecrypt(key, secret) // 私钥解密
console.log(result.toString())

5.签名

在网络中，私钥的拥有者可以在一段数据被发送之前先对数据进行签名得到一个签名，通过网络把此数据发送给数据接收者之后，数据的接收者可以通过公钥来对该签名进行验证，以确保这段数据是私钥的拥有者所发出的原始数据，并且在网络中的传输过程中未被修改

let private = fs.readFileSync(path.join(__dirname, "rsa_private.key"), "ascii")
let public = fs.readFileSync(path.join(__dirname, "rsa_public.key", "ascii"))
let str = "abcd"
let sign = crypto.createSign("RSA_SHA256")
sign.update(str)
let signed = sign.sign(private, "hex")
let verify = crypto.createVerify("RSA-SHA256")
verify.update(str)
let verifyResult = verify.verify(public, signed, "hex") // true