node实现php的crypt方法,nodeJS之crypto加密方式的详解

前面的话

加密模块提供了 HTTP 或 HTTPS 连接过程中封装安全凭证的方法。也提供了 OpenSSL 的哈希，hmac, 加密(cipher), 解密(decipher), 签名(sign) 和 验证(verify) 方法的封装。本文将详细介绍加密crypto

crypto

【crypto.setEngine(engine[, flags])】

为某些/所有 OpenSSL 函数加载并设置引擎(根据参数 flags 来设置)。

engine 可能是 id，或者是指向引擎共享库的路径。

flags是可选参数，默认值是ENGINE_METHOD_ALL ，可以是以下一个或多个参数的组合(在constants里定义)

ENGINE_METHOD_RSA

ENGINE_METHOD_DSA

ENGINE_METHOD_DH

ENGINE_METHOD_RAND

ENGINE_METHOD_ECDH

ENGINE_METHOD_ECDSA

ENGINE_METHOD_CIPHERS

ENGINE_METHOD_DIGESTS

ENGINE_METHOD_STORE

ENGINE_METHOD_PKEY_METH

ENGINE_METHOD_PKEY_ASN1_METH

ENGINE_METHOD_ALL

ENGINE_METHOD_NONE

【crypto.getCiphers()】

返回支持的加密算法名数组

crypto = require(&＃39;crypto&＃39;

【crypto.getCiphers()】

返回支持的哈希算法名数组。

var crypto = require(&＃39;crypto&＃39;);

console.log(crypto.getHashes());//[ &＃39;DSA&＃39;, &＃39;DSA-SHA&＃39;, &＃39;DSA-SHA1&＃39;, &＃39;DSA-SHA1-old&＃39;, &＃39;RSA-MD4&＃39;, &＃39;RSA-MD5&＃39;, &＃39;RSA-MDC2&＃39;, &＃39;RSA-RIPEMD160&＃39;, &＃39;RSA-SHA&＃39;, &＃39;RSA-SHA1&＃39;, &＃39;RSA-SHA1-2&＃39;, &＃39;RSA-SHA224&＃39;, &＃39;RSA-SHA256&＃39;, &＃39;RSA-SHA384&＃39;, &＃39;RSA-SHA512&＃39;, &＃39;dsaEncryption&＃39;, &＃39;dsaWithSHA&＃39;, &＃39;dsaWithSHA1&＃39;, &＃39;dss1&＃39;, &＃39;ecdsa-with-SHA1&＃39;, &＃39;md4&＃39;, &＃39;md4WithRSAEncryption&＃39;, &＃39;md5&＃39;, &＃39;md5WithRSAEncryption&＃39;, &＃39;mdc2&＃39;, &＃39;mdc2WithRSA&＃39;, &＃39;ripemd&＃39;, &＃39;ripemd160&＃39;, &＃39;ripemd160WithRSA&＃39;, &＃39;rmd160&＃39;, &＃39;sha&＃39;, &＃39;sha1&＃39;, &＃39;sha1WithRSAEncryption&＃39;, &＃39;sha224&＃39;, &＃39;sha224WithRSAEncryption&＃39;, &＃39;sha256&＃39;, &＃39;sha256WithRSAEncryption&＃39;, &＃39;sha384&＃39;, &＃39;sha384WithRSAEncryption&＃39;, &＃39;sha512&＃39;, &＃39;sha512WithRSAEncryption&＃39;, &＃39;shaWithRSAEncryption&＃39;, &＃39;ssl2-md5&＃39;, &＃39;ssl3-md5&＃39;, &＃39;ssl3-sha1&＃39;, &＃39;whirlpool&＃39; ]

【crypto.getCurves()】

返回支持的椭圆曲线名数组。

var crypto = require(&＃39;crypto&＃39;);

console.log(crypto.getCurves());//[ &＃39;Oakley-EC2N-3&＃39;, &＃39;Oakley-EC2N-4&＃39;, &＃39;brainpoolP160r1&＃39;, &＃39;brainpoolP160t1&＃39;, &＃39;brainpoolP192r1&＃39;, &＃39;brainpoolP192t1&＃39;, &＃39;brainpoolP224r1&＃39;, &＃39;brainpoolP224t1&＃39;, &＃39;brainpoolP256r1&＃39;, &＃39;brainpoolP256t1&＃39;, &＃39;brainpoolP320r1&＃39;, &＃39;brainpoolP320t1&＃39;, &＃39;brainpoolP384r1&＃39;, &＃39;brainpoolP384t1&＃39;, &＃39;brainpoolP512r1&＃39;, &＃39;brainpoolP512t1&＃39;, &＃39;c2pnb163v1&＃39;, &＃39;c2pnb163v2&＃39;, &＃39;c2pnb163v3&＃39;, &＃39;c2pnb176v1&＃39;, &＃39;c2pnb208w1&＃39;, &＃39;c2pnb272w1&＃39;, &＃39;c2pnb304w1&＃39;, &＃39;c2pnb368w1&＃39;, &＃39;c2tnb191v1&＃39;, &＃39;c2tnb191v2&＃39;, &＃39;c2tnb191v3&＃39;, &＃39;c2tnb239v1&＃39;, &＃39;c2tnb239v2&＃39;, &＃39;c2tnb239v3&＃39;, &＃39;c2tnb359v1&＃39;, &＃39;c2tnb431r1&＃39;, &＃39;prime192v1&＃39;, &＃39;prime192v2&＃39;, &＃39;prime192v3&＃39;, &＃39;prime239v1&＃39;, &＃39;prime239v2&＃39;, &＃39;prime239v3&＃39;, &＃39;prime256v1&＃39;, &＃39;secp112r1&＃39;, &＃39;secp112r2&＃39;, &＃39;secp128r1&＃39;, &＃39;secp128r2&＃39;, &＃39;secp160k1&＃39;, &＃39;secp160r1&＃39;, &＃39;secp160r2&＃39;, &＃39;secp192k1&＃39;, &＃39;secp224k1&＃39;, &＃39;secp224r1&＃39;, &＃39;secp256k1&＃39;, &＃39;secp384r1&＃39;, &＃39;secp521r1&＃39;, &＃39;sect113r1&＃39;, &＃39;sect113r2&＃39;, &＃39;sect131r1&＃39;, &＃39;sect131r2&＃39;, &＃39;sect163k1&＃39;, &＃39;sect163r1&＃39;, &＃39;sect163r2&＃39;, &＃39;sect193r1&＃39;, &＃39;sect193r2&＃39;, &＃39;sect233k1&＃39;, &＃39;sect233r1&＃39;, &＃39;sect239k1&＃39;, &＃39;sect283k1&＃39;, &＃39;sect283r1&＃39;, &＃39;sect409k1&＃39;, &＃39;sect409r1&＃39;, &＃39;sect571k1&＃39;, &＃39;sect571r1&＃39;, &＃39;wap-wsg-idm-ecid-wtls1&＃39;, &＃39;wap-wsg-idm-ecid-wtls10&＃39;, &＃39;wap-wsg-idm-ecid-wtls11&＃39;, &＃39;wap-wsg-idm-ecid-wtls12&＃39;, &＃39;wap-wsg-idm-ecid-wtls3&＃39;, &＃39;wap-wsg-idm-ecid-wtls4&＃39;, &＃39;wap-wsg-idm-ecid-wtls5&＃39;, &＃39;wap-wsg-idm-ecid-wtls6&＃39;, &＃39;wap-wsg-idm-ecid-wtls7&＃39;, &＃39;wap-wsg-idm-ecid-wtls8&＃39;, &＃39;wap-wsg-idm-ecid-wtls9&＃39; ]

MD5

MD5是一种常用的哈希算法，用于给任意数据一个“签名”。这个签名通常用一个十六进制的字符串表示：

【crypto.createHash(algorithm)】

创建并返回一个哈希对象，使用指定的算法来生成哈希摘要。

参数 algorithm 取决于平台上 OpenSSL 版本所支持的算法。例如，&＃39;sha1&＃39;, &＃39;md5&＃39;, &＃39;sha256&＃39;, &＃39;sha512&＃39; 等等

【hash.update(data[, input_encoding])】

根据 data 来更新哈希内容，编码方式根据 input_encoding 来定，有 &＃39;utf8&＃39;, &＃39;ascii&＃39; 或 &＃39;binary&＃39;。如果没有传入值，默认编码方式是&＃39;utf8&＃39;。如果 data 是 Buffer， input_encoding 将会被忽略。

因为它是流式数据，所以可以使用不同的数据调用很多次。

【hash.digest([encoding])】

计算传入的数据的哈希摘要。encoding 可以是 &＃39;hex&＃39;, &＃39;binary&＃39; 或 &＃39;base64&＃39;，如果没有指定encoding ，将返回 buffer。

[注意]调用 digest() 后不能再用 hash 对象。

var crypto = require(&＃39;crypto&＃39;);var hash = crypto.createHash(&＃39;md5&＃39;);// 可任意多次调用update():hash.update(&＃39;Hello, world!&＃39;);

hash.update(&＃39;Hello, nodejs!&＃39;);

console.log(hash.digest(&＃39;hex&＃39;)); // 7e1977739c748beac0c0fd14fd26a544

Hmac

Hmac算法也是一种哈希算法，它可以利用MD5或SHA1等哈希算法。不同的是，Hmac还需要一个密钥：

【crypto.createHmac(algorithm, key)】

创建并返回一个 hmac 对象，用指定的算法和秘钥生成 hmac 图谱。

它是可读写的流 stream 。写入的数据来用计算 hmac。当写入流结束后，使用 read() 方法来获取计算后的值。也支持老的 update 和 digest 方法。

参数 algorithm 取决于平台上 OpenSSL 版本所支持的算法，参见前面的 createHash。key是 hmac 算法中用的 key

【hmac.update(data)】

根据 data 更新 hmac 对象。因为它是流式数据，所以可以使用新数据调用多次。

【hmac.digest([encoding])】

计算传入数据的 hmac 值。encoding可以是 &＃39;hex&＃39;, &＃39;binary&＃39; 或 &＃39;base64&＃39;，如果没有指定encoding ，将返回 buffer。

[注意]调用 digest() 后不能再用 hmac 对象

var crypto = require(&＃39;crypto&＃39;);var hmac = crypto.createHmac(&＃39;sha256&＃39;, &＃39;match&＃39;);

hmac.update(&＃39;Hello, world!&＃39;);

hmac.update(&＃39;Hello, nodejs!&＃39;);//e82a58066cae2fae4f44e58be1d589b66a5d102c2e8846d796607f02a88c1649console.log(hmac.digest(&＃39;hex&＃39;));

AES

AES是一种常用的对称加密算法，加解密都用同一个密钥。crypto模块提供了AES支持，但是需要自己封装好函数，便于使用：

【crypto.createCipher(algorithm, password)】

使用传入的算法和秘钥来生成并返回加密对象。

algorithm 取决于 OpenSSL，例如&＃39;aes192&＃39;等。password 用来派生 key 和 IV，它必须是一个&＃39;binary&＃39; 编码的字符串或者一个buffer。

它是可读写的流 stream 。写入的数据来用计算 hmac。当写入流结束后，使用 read() 方法来获取计算后的值。也支持老的update 和 digest 方法。

【cipher.update(data[, input_encoding][, output_encoding])】

根据 data 来更新哈希内容，编码方式根据 input_encoding 来定，有 &＃39;utf8&＃39;, &＃39;ascii&＃39; or &＃39;binary&＃39;。如果没有传入值，默认编码方式是&＃39;binary&＃39;。如果data 是 Buffer，input_encoding 将会被忽略。

output_encoding 指定了输出的加密数据的编码格式，它可用是 &＃39;binary&＃39;, &＃39;base64&＃39; 或 &＃39;hex&＃39;。如果没有提供编码，将返回 buffer 。

返回加密后的内容，因为它是流式数据，所以可以使用不同的数据调用很多次。

【cipher.final([output_encoding])】

返回加密后的内容，编码方式是由 output_encoding 指定，可以是 &＃39;binary&＃39;, &＃39;base64&＃39; 或 &＃39;hex&＃39;。如果没有传入值，将返回 buffer。

[注意]cipher 对象不能在 final() 方法之后调用。

var crypto = require(&＃39;crypto&＃39;);function aesEncrypt(data, key) {

const cipher = crypto.createCipher(&＃39;aes192&＃39;, key);var crypted = cipher.update(data, &＃39;utf8&＃39;, &＃39;hex&＃39;);

crypted += cipher.final(&＃39;hex&＃39;);return crypted;

}var data = &＃39;Hello, this is a secret message!&＃39;;var key = &＃39;Password!&＃39;;var encrypted = aesEncrypt(data, key);//8a944d97bdabc157a5b7a40cb180e713f901d2eb454220d6aaa1984831e17231f87799ef334e3825123658c80e0e5d0cconsole.log(encrypted);

【crypto.createDecipher(algorithm, password)】

根据传入的算法和密钥，创建并返回一个解密对象。这是 createCipher() 的镜像

【decipher.update(data[, input_encoding][, output_encoding])】

使用参数 data 更新需要解密的内容，其编码方式是 &＃39;binary&＃39;,&＃39;base64&＃39; 或 &＃39;hex&＃39;。如果没有指定编码方式，则把 data 当成 buffer 对象。

如果 data 是 Buffer，则忽略 input_encoding 参数。

参数 output_decoding 指定返回文本的格式，是 &＃39;binary&＃39;, &＃39;ascii&＃39; 或 &＃39;utf8&＃39; 之一。如果没有提供编码格式，则返回 buffer。

【decipher.final([output_encoding])】

返回剩余的解密过的内容，参数 output_encoding 是 &＃39;binary&＃39;, &＃39;ascii&＃39; 或 &＃39;utf8&＃39;，如果没有指定编码方式，返回 buffer。

[注意]decipher对象不能在 final() 方法之后使用。

var crypto = require(&＃39;crypto&＃39;);function aesDecrypt(encrypted, key) {

const decipher = crypto.createDecipher(&＃39;aes192&＃39;, key);var decrypted = decipher.update(encrypted, &＃39;hex&＃39;, &＃39;utf8&＃39;);

decrypted += decipher.final(&＃39;utf8&＃39;);return decrypted;

}var data = &＃39;Hello, this is a secret message!&＃39;;var key = &＃39;Password!&＃39;;var encrypted = &＃39;8a944d97bdabc157a5b7a40cb180e713f901d2eb454220d6aaa1984831e17231f87799ef334e3825123658c80e0e5d0c&＃39;;var decrypted = aesDecrypt(encrypted, key);

console.log(decrypted);//Hello, this is a secret message!

可以看出，加密后的字符串通过解密又得到了原始内容。

注意到AES有很多不同的算法，如aes192，aes-128-ecb，aes-256-cbc等，AES除了密钥外还可以指定IV(Initial Vector)，不同的系统只要IV不同，用相同的密钥加密相同的数据得到的加密结果也是不同的。加密结果通常有两种表示方法：hex和base64，这些功能Nodejs全部都支持，但是在应用中要注意，如果加解密双方一方用Nodejs，另一方用Java、PHP等其它语言，需要仔细测试。如果无法正确解密，要确认双方是否遵循同样的AES算法，字符串密钥和IV是否相同，加密后的数据是否统一为hex或base64格式

【crypto.createCipheriv(algorithm, key, iv)】

创建并返回一个加密对象，用指定的算法，key 和 iv。

algorithm 参数和 createCipher() 一致。key 在算法中用到.iv 是一个initialization vector.

key 和 iv 必须是 &＃39;binary&＃39; 的编码字符串或buffers.

【crypto.createDecipheriv(algorithm, key, iv)】

根据传入的算法，密钥和 iv，创建并返回一个解密对象。这是 createCipheriv() 的镜像。

const crypto = require(&＃39;crypto&＃39;);function aesEncryptiv(data, key,iv) {

const cipher = crypto.createCipher(&＃39;aes192&＃39;, key, iv);var crypted = cipher.update(data, &＃39;utf8&＃39;, &＃39;hex&＃39;);

crypted += cipher.final(&＃39;hex&＃39;);return crypted;

}function aesDecryptiv(encrypted, key,iv) {

const decipher = crypto.createDecipher(&＃39;aes192&＃39;, key, iv);var decrypted = decipher.update(encrypted, &＃39;hex&＃39;, &＃39;utf8&＃39;);

decrypted += decipher.final(&＃39;utf8&＃39;);return decrypted;

}var data = &＃39;Hello, this is a secret message!&＃39;;var key = &＃39;Password!&＃39;;var iv = &＃39;match&＃39;;var encrypted = aesEncryptiv(data, key, iv);var decrypted = aesDecryptiv(encrypted, key, iv);//Hello, this is a secret message!console.log(data);//8a944d97bdabc157a5b7a40cb180e713f901d2eb454220d6aaa1984831e17231f87799ef334e3825123658c80e0e5d0cconsole.log(encrypted);//Hello, this is a secret message!console.log(decrypted);

Diffie-Hellman

【crypto.createDiffieHellman(prime[, prime_encoding][, generator][, generator_encoding])】

使用传入的 prime 和 generator 创建 Diffie-Hellman 秘钥交互对象。

generator 可以是数字，字符串或Buffer。如果没有指定 generator，使用 2

prime_encoding 和 generator_encoding 可以是 &＃39;binary&＃39;, &＃39;hex&＃39;, 或 &＃39;base64&＃39;。

如果没有指定 prime_encoding， 则 Buffer 为 prime。如果没有指定 generator_encoding ，则 Buffer 为 generator。

【diffieHellman.generateKeys([encoding])】

生成秘钥和公钥，并返回指定格式的公钥。这个值必须传给其他部分。编码方式： &＃39;binary&＃39;, &＃39;hex&＃39;, 或 &＃39;base64&＃39;。如果没有指定编码方式，将返回 buffer。

【diffieHellman.getPrime([encoding])】

用参数 encoding 指明的编码方式返回 Diffie-Hellman 质数，编码方式为: &＃39;binary&＃39;, &＃39;hex&＃39;, 或 &＃39;base64&＃39;。 如果没有指定编码方式，将返回 buffer。

【diffieHellman.getGenerator([encoding])】

用参数 encoding 指明的编码方式返回 Diffie-Hellman 生成器，编码方式为: &＃39;binary&＃39;, &＃39;hex&＃39;, 或 &＃39;base64&＃39;. 如果没有指定编码方式 ，将返回 buffer。

【diffieHellman.computeSecret(other_public_key[, input_encoding][, output_encoding])】

使用 other_public_key 作为第三方公钥来计算并返回共享秘密(shared secret)。秘钥用input_encoding 编码。编码方式为：&＃39;binary&＃39;, &＃39;hex&＃39;, 或 &＃39;base64&＃39;。如果没有指定编码方式 ，默认为 buffer。

如果没有指定返回编码方式，将返回 buffer。

DH算法

DH算法是一种密钥交换协议，它可以让双方在不泄漏密钥的情况下协商出一个密钥来。DH算法基于数学原理，比如小明和小红想要协商一个密钥，可以这么做：

1、小明先选一个素数和一个底数，例如，素数p=23，底数g=5(底数可以任选)，再选择一个秘密整数a=6，计算A=g^a mod p=8，然后大声告诉小红：p=23，g=5，A=8；

2、小红收到小明发来的p，g，A后，也选一个秘密整数b=15，然后计算B=g^b mod p=19，并大声告诉小明：B=19；

3、小明自己计算出s=B^a mod p=2，小红也自己计算出s=A^b mod p=2，因此，最终协商的密钥s为2。

在这个过程中，密钥2并不是小明告诉小红的，也不是小红告诉小明的，而是双方协商计算出来的。第三方只能知道p=23，g=5，A=8，B=19，由于不知道双方选的秘密整数a=6和b=15，因此无法计算出密钥2。

用crypto模块实现DH算法如下：

var crypto = require(&＃39;crypto&＃39;);// xiaoming&＃39;s keys:var ming = crypto.createDiffieHellman(512);var ming_keys = ming.generateKeys();var prime = ming.getPrime();var generator = ming.getGenerator();//Prime: 8df777257625c66821af697652f28e93af05b9f779af919111b89816faa11c36fcf9df04c76811471a6099800213c4fe8e3fbec8d2f90bd00795e4b7fd241603console.log(&＃39;Prime: &＃39; + prime.toString(&＃39;hex&＃39;));//Generator: 02console.log(&＃39;Generator: &＃39; + generator.toString(&＃39;hex&＃39;));// xiaohong&＃39;s keys:var hOng= crypto.createDiffieHellman(prime, generator);var hong_keys = hong.generateKeys();// exchange and generate secret:var ming_secret = ming.computeSecret(hong_keys);var hong_secret = hong.computeSecret(ming_keys);//Secret of Xiao Ming: 4237157ab4c9211f78ffdb67d127d749cec91780d594b81a7e75f1fb591fecb84f33ae6591e1edda4bc9685b503010fe8f9928c6ed69e4ff9fdb44adb9ba1539console.log(&＃39;Secret of Xiao Ming: &＃39; + ming_secret.toString(&＃39;hex&＃39;));//Secret of Xiao Hong: 4237157ab4c9211f78ffdb67d127d749cec91780d594b81a7e75f1fb591fecb84f33ae6591e1edda4bc9685b503010fe8f9928c6ed69e4ff9fdb44adb9ba1539console.log(&＃39;Secret of Xiao Hong: &＃39; + hong_secret.toString(&＃39;hex&＃39;))

[注意]每次输出都不一样，因为素数的选择是随机的。