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加密算法.md

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前言

本文总结下日常工作中用到的加密算法相关的知识

本节对应的代码在_demo/encryption下

什么是加密算法？

加密算法是一组数学运算和规则，用于将信息从一种形式（明文）转换为另一种形式（密文），以便保护信息的安全性。

日常开发中用到加密算法的地方有：

  • 保护用户隐私： 如密码和个人资料。通过使用加密，即使在数据传输过程中被拦截，攻击者也难以获取有用的信息
  • 安全数据传输： 在 Web 开发中，通过 HTTPS 协议实现的安全数据传输依赖于加密算法。这确保了在客户端和服务器之间传输的数据是加密的，防止中间人攻击和数据泄露。
  • 数字签名和认证： 加密算法可用于生成和验证数字签名，以确保数据的完整性和身份的真实性。这在构建安全的身份验证系统和 API 通信中尤为重要。

加密算法中的一些概念

散列函数

散列函数（Hash Function）：散列函数将任意大小的数据映射为固定大小的散列值。这是一种单向的过程，无法从散列值还原出原始数据。

加密（Encryption

将明文（原始数据）转换为密文（经过处理的数据）的过程。加密使用算法和密钥来确保只有授权的实体能够理解或还原数据。

解密（Decryption

将密文还原为明文的过程，使用相同的算法和密钥。只有拥有正确密钥的实体才能够成功解密数据。

对称加密（Symmetric Encryption）

在对称加密中，相同的密钥用于加密和解密数据。这意味着发送方和接收方都共享相同的密钥。

非对称加密（Asymmetric Encryption）

非对称加密使用一对密钥：公钥和私钥。公钥用于加密，私钥用于解密。信息加密后，只有持有私钥的实体才能解密。

常见的加密算法

  • 常见的 对称加密 算法: DES、3DES、AES 等
  • 常见的 非对称算法 : RSA、DSA 等
  • 散列算法 : SHA-1、MD5 等

nodejs 中的 crypto 模块内置了对称加密、非对称加密和散列算法的实现。

对称加密（AES）

const crypto = require("crypto");

// 加密
function encrypt(text, key) {
  const cipher = crypto.createCipher("aes-256-cbc", key);
  let encrypted = cipher.update(text, "utf-8", "hex");
  encrypted += cipher.final("hex");
  return encrypted;
}

// 解密
function decrypt(encryptedText, key) {
  const decipher = crypto.createDecipher("aes-256-cbc", key);
  let decrypted = decipher.update(encryptedText, "hex", "utf-8");
  decrypted += decipher.final("utf-8");
  return decrypted;
}

// 使用示例
const originalText = "Hello, World!";
const secretKey = "supersecretkey";

const encryptedText = encrypt(originalText, secretKey);
console.log("Encrypted Text:", encryptedText);

const decryptedText = decrypt(encryptedText, secretKey);
console.log("Decrypted Text:", decryptedText);

非对称加密（RSA）

RSA 是一种基于大数分解的非对称加密算法。它使用一对公钥和私钥，其中公钥用于加密，私钥用于解密。RSA 也被用于数字签名。

应用： RSA 广泛用于保护数据的传输和身份验证，如 HTTPS 通信和数字证书

const crypto = require("crypto");

// 生成密钥对
const { publicKey, privateKey } = crypto.generateKeyPairSync("rsa", {
  modulusLength: 2048,
});

// 加密
function encryptWithPublicKey(text) {
  const bufferText = Buffer.from(text, "utf-8");
  const encrypted = crypto.publicEncrypt(publicKey, bufferText);
  return encrypted.toString("base64");
}

// 解密
function decryptWithPrivateKey(encryptedText) {
  const bufferEncryptedText = Buffer.from(encryptedText, "base64");
  const decrypted = crypto.privateDecrypt(privateKey, bufferEncryptedText);
  return decrypted.toString("utf-8");
}

// 使用示例
const originalText = "Hello, World!";

const encryptedText = encryptWithPublicKey(originalText);
console.log("Encrypted Text:", encryptedText);

const decryptedText = decryptWithPrivateKey(encryptedText);
console.log("Decrypted Text:", decryptedText);

散列算法（SHA-256）

SHA-256 是 SHA-2 家族中的一员，产生 256 位的散列值。它提供了更高的安全性，并广泛用于许多应用中。

应用： 用于密码存储、数字签名和其他需要强散列算法的场景

const crypto = require("crypto");

// 使用 SHA-256 散列算法
function hash(text) {
  const hash = crypto.createHash("sha256");
  hash.update(text);
  return hash.digest("hex");
}

// 使用示例
const dataToHash = "Hello, World!";

const hashedData = hash(dataToHash);
console.log("Hashed Data:", hashedData);

参考