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最全前端加密方式、对称加密DES 非对称加密 RSA加密 MD5 base64

sifan10 0 18 次浏览 技术文章

在 HTTP 协议下，数据是明文传输，传输过程中网络嗅探可直接获取其中的数据。 如用户的密码和信用卡相关的资料，一旦被中间人获取，会给用户带来极大的安全隐患。另一方面在非加密的传输过程中，攻击者可更改数据或插入恶意的代码等。那么前端加密的意义: 即在数据发送前将数据进行哈希或使用公钥加密。如果数据被中间人获取，拿到的则不再是明文。
当然还有其他一些优点:例如避免后端等打印日志直接暴露明文密码,还可以避免明文撞库等.

加密是指将明文通过加密算法和加密密钥转为密文
解密是指将密文通过解密算法和解密密钥转为明文

前端加密的几种做法

? JavaScript 加密后传输(具体可以参考后面的常见加密方法)
? 浏览器插件内进行加密传输 (这个用得不是很多,这里暂不细究)
? Https 传输

分类

常见加密方式分为以下两类：

  • 对称加密：采用对称密码编码技术，加/解密使用相同密钥进行，效率较高。
  • 非对称加密：基于密钥交换协议，拥有公开密钥和私有密钥，使用公钥加密后需使用对应私钥才能进行解密。

Tips：
MD5、SHA256等一般称为数据摘要算法（采用哈希算法），即将数据块映射为定长的摘要信息，过程是单向的（无法反推原数据），一般用于数据验签（校验数据是否完整或校验数据是否被篡改）。

  • 常见对称加密有AES、DES、3DES等，这里选用AES实现。
  • 常见非对称加密有RSA、ECC等，这里选用RSA实现。

加密算法

不同于哈希(后面会提到)，加密（Encrypt）是将目标文本转换成具有不同长度的、可逆的密文。也就是说加密算法是可逆的，而且其加密后生成的密文长度和明文本身的长度有关。所以如果被保护数据在以后需要被还原成明文，则需要使用加密。
在加密算法中又分为对称加密（symmetric encryption）和非对称加密（asymmetric encryption）。

对称加密（Symmetric Cryptography）

对称加密是最快速、最简单的一种加密方式，加密（encryption）与解密（decryption）用的是同样的密钥（secret key）。对称加密有很多种算法，由于它效率很高，所以被广泛使用在很多加密协议的核心当中。

对称加密通常使用的是相对较小的密钥，一般小于256 bit。因为密钥越大，加密越强，但加密与解密的过程越慢。如果你只用1bit来做这个密钥，那黑客们可以先试着用0来解密，不行的话就再用1解；但如果你的密钥有1MB大，黑客们可能永远也无法破解，但加密和解密的过程要花费很长的时间。密钥的大小既要照顾到安全性，也要照顾到效率，是一个trade-off。

2000年10月2日，美国国家标准与技术研究所（NIST-- American National Institute of Standards and Technology）选择了Rijndael算法作为新的高级加密标准（AES-- Advanced Encryption Standard）。.NET中包含了Rijndael算法，类名叫RijndaelManaged，下面举个例子。

非对称加密（Asymmetric Cryptography）

非对称加密为数据的加密与解密提供了一个非常安全的方法，它使用了一对密钥，公钥（public key）和私钥（private key）。私钥只能由一方安全保管，不能外泄，而公钥则可以发给任何请求它的人。非对称加密使用这对密钥中的一个进行加密，而解密则需要另一个密钥。比如，你向银行请求公钥，银行将公钥发给你，你使用公钥对消息加密，那么只有私钥的持有人--银行才能对你的消息解密。与对称加密不同的是，银行不需要将私钥通过网络发送出去，因此安全性大大提高。

目前最常用的非对称加密算法是RSA算法，是Rivest, Shamir, 和Adleman于1978年发明，他们那时都是在MIT。.NET中也有RSA算法，请看下面的例子：

对称加密DES实现方式

1、使用Crypto-JS通过DES算法在前端加密

npm install crypto-js

2、加解密 使用DES算法，工作方式为ECB，填充方式为PKcs7

var CryptoJS = require("crypto-js");
const secretKey = 'com.sevenlin.foo.key';
var afterEncrypt = CryptoJS.DES.encrypt('encryptCode', CryptoJS.enc.Utf8.parse(secretKey), {
        mode: CryptoJS.mode.ECB,
        padding: CryptoJS.pad.Pkcs7
}).toString()
console.log(afterEncrypt);//8/nZ2vZXxOzPhU7ZHBwz7w==
var afterDecrypt = CryptoJS.DES.decrypt(afterEncrypt, CryptoJS.enc.Utf8.parse(secretKey), {
        mode: CryptoJS.mode.ECB,
        padding: CryptoJS.pad.Pkcs7
}).toString(CryptoJS.enc.Utf8);
console.log(afterDecrypt);//encryptCode

3、使用BC通过DES算法在后端解密

3.1.安装

<dependency>
    <groupId>org.bouncycastle</groupId>
    <artifactId>bcprov-jdk16</artifactId>
    <version>1.46</version>
</dependency>

3.2.加解密工具

public class DesCipherUtil {

    private DesCipherUtil() {
        throw new AssertionError("No DesCipherUtil instances for you!");
    }

    static {
        // add BC provider
        Security.addProvider(new BouncyCastleProvider());
    }

    /**
     * 加密
     * 
     * @param encryptText 需要加密的信息
     * @param key 加密密钥
     * @return 加密后Base64编码的字符串
     */
    public static String encrypt(String encryptText, String key) {

        if (encryptText == null || key == null) {
            throw new IllegalArgumentException("encryptText or key must not be null");
        }

        try {
            DESKeySpec desKeySpec = new DESKeySpec(key.getBytes());
            SecretKeyFactory secretKeyFactory = SecretKeyFactory.getInstance("DES");
            SecretKey secretKey = secretKeyFactory.generateSecret(desKeySpec);

            Cipher cipher = Cipher.getInstance("DES/ECB/PKCS7Padding", "BC");
            cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secretKey);
            byte[] bytes = cipher.doFinal(encryptText.getBytes(Charset.forName("UTF-8")));
            return Base64.getEncoder().encodeToString(bytes);

        } catch (NoSuchAlgorithmException | InvalidKeyException | InvalidKeySpecException | NoSuchPaddingException
            | BadPaddingException | NoSuchProviderException | IllegalBlockSizeException e) {
            throw new RuntimeException("encrypt failed", e);
        }

    }

    /**
     * 解密
     * 
     * @param decryptText 需要解密的信息
     * @param key 解密密钥，经过Base64编码
     * @return 解密后的字符串
     */
    public static  String decrypt(String decryptText, String key) {

        if (decryptText == null || key == null) {
            throw new IllegalArgumentException("decryptText or key must not be null");
        }

        try {
            DESKeySpec desKeySpec = new DESKeySpec(key.getBytes());
            SecretKeyFactory secretKeyFactory = SecretKeyFactory.getInstance("DES");
            SecretKey secretKey = secretKeyFactory.generateSecret(desKeySpec);

            Cipher cipher = Cipher.getInstance("DES/ECB/PKCS7Padding", "BC");
            cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, secretKey);
            byte[] bytes = cipher.doFinal(Base64.getDecoder().decode(decryptText));
            return new String(bytes, Charset.forName("UTF-8"));

        } catch (NoSuchAlgorithmException | InvalidKeyException | InvalidKeySpecException | NoSuchPaddingException
            | BadPaddingException | NoSuchProviderException | IllegalBlockSizeException e) {
            throw new RuntimeException("decrypt failed", e);
        }
    }
}

3.3、解密前端的加密信息

String fromWeb = "8/nZ2vZXxOzPhU7ZHBwz7w==";
String key = "com.sevenlin.foo.key";
String afterDecrypt = DesCipherUtil.decrypt(fromWeb, key);
System.out.println(afterDecrypt);//encryptCode

非对称加密

(1)下载加密文件依赖 (2) 引入依赖

<script src="bin/jsencrypt.min.js"></script>

或者

import '../../assets/js/jsencrypt.min.js';

(3)使用方式

this.privateKey=`-----BEGIN RSA PRIVATE KEY-----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-----END RSA PRIVATE KEY-----`;
              this.publicKye=`-----BEGIN PUBLIC KEY-----
MIGfMA0GCSqGSIb3DQEBAQUAA4GNADCBiQKBgQDlOJu6TyygqxfWT7eLtGDwajtN
FOb9I5XRb6khyfD1Yt3YiCgQWMNW649887VGJiGr/L5i2osbl8C9+WJTeucF+S76
xFxdU6jE0NQ+Z+zEdhUTooNRaY5nZiu5PgDB0ED/ZKBUSLKL7eibMxZtMlUDHjm4
gwQco1KRMDSmXSMkDwIDAQAB
-----END PUBLIC KEY-----`;
  var encrypt = new JSEncrypt();
  encrypt.setPublicKey(this.publicKye);
  var encrypted = encrypt.encrypt('encryptCode');//w1a1FXmlbFj9yOxLCoqIzNo2ytXypyupZABsi/e4kMA9mERngmaDwlOuHsUDQKC0nK1v7Ehr3vYKcALFQvjscWEkGIW/UWCk73jArwqEYF1wd45eHSCPwUeB85Ellr+IYTqhZXcfmHZUCuprF2gayPUecq7F51aWxpfqMP0uvtY=
  // Decrypt with the private key...
  var decrypt = new JSEncrypt();
  decrypt.setPrivateKey(this.privateKey);
  var uncrypted = decrypt.decrypt(encrypted);//encryptCode

生成publickey和privateKey的在线地址

虽然前端可以加密，终归不是安全方式，如果为了更加的安全还是使用https传输，后端加密保存吧！

常用加密调用方式


哈希算法（Hash）
哈希（Hash）是将目标文本转换成具有固定长度的字符串（或叫做消息摘要）。 当输入发生改变时，产生的哈希值也是完全不同的。从数学角度上讲，一个哈希算法是一个多对一的映射关系，对于目标文本 T，算法 H 可以将其唯一映射为R，并且对于所有的T，R具有相同的长度，所以 H 不存在逆映射，也就是说哈希算法是不可逆的。

  • 基于哈希算法的特性，其适用于该场景：被保护数据仅仅用作比较验证且不需要还原成明文形式。比较常用的哈希算法是 MD5 和 SHA1 。
  • 我们比较熟悉的使用哈希存储数据的例子是：当我们登录某个已注册网站时，在忘记密码的情况下需要重置密码，此时网站会给你发一个随机的密码或者一个邮箱激活链接，而不是将之前的密码发给你，这就是因为哈希算法是不可逆的。

需要注意的是：在 Web 应用中，在浏览器中使用哈希加密的同时也要在服务端上进行哈希加密。
服务端哈希加密原因: 一方面因为不需要将密文解密成明文来比对密码，另一方面是一旦加密算法和密钥泄露，那么整个用户资料库就相当于明文存储了。如果前端传过来的是明文，那么在注册时将其哈希，存入数据库。登录时，将密码哈希和数据库对应的数据比对，若一致则说明密码正确。
现在，对于简单的哈希算法的攻击方法主要有：寻找碰撞法和穷举法。所以，为了保证数据的安全，可以在哈希算法的基础上进一步的加密，常见的方法有：加盐、慢哈希、密钥哈希、XOR 等。


加盐（Adding Salt）
加盐加密是一种对系统登录口令的加密方式，它实现的方式是将每一个口令同一个叫做“盐”（salt）的 n 位随机数相关联。

使用salt加密，它的基本想法是这样的：

  • 用户注册时，在密码上撒一些盐。生成一种味道，记住味道。
  • 用户再次登陆时，在输入的密码上撒盐，闻一闻，判断是否和原来的味道相同，相同就让你吃饭。

注册时:

  • 用户注册，系统随机产生salt值。
  • 将salt值和密码连接起来，生产Hash值。
  • 将Hash值和salt值分别存储在数据库中。

登陆时:

  • 系统根据用户名找到与之对应的密码Hash。
  • 将用户输入密码和salt值进行散列。
  • 判断生成的Hash值是否和数据库中Hash相同。

慢哈希函数（Slow Hash Function）
顾名思义，慢哈希函数是将哈希函数变得非常慢，使得攻击方法也变得很慢，慢到足以令攻击者放弃，而往往由此带来的延迟也不会引起用户的注意。降低攻击效率用到了密钥扩展（ key stretching）的技术，而密钥扩展的实现使用了一种CPU 密集型哈希函数（ CPU-intensive hash function）。看起来有点晕~还是关注下该函数怎么用吧！

如果想在一个 Web应用中使用密钥扩展，则需要设定较低的迭代次数来降低额外的计算成本。我们一般直接选择使用标准的算法来完成，比如PBKDF2或bcrypt。PHP、斯坦福大学的 JavaScript加密库都包含了 PBKDF2的实现，浏览器中则可以考虑使用 JavaScript 完成，否则这部分工作应该由服务端进行计算。

md5加密：md5.js

MD5.js 共有6中加密方法:hex_md5(s), b64_md5(s), str_md5(s), hex_hmac_md5(key, data), b64_hmac_md5(key, data), str_hmac_md5(key, data)

使用

<script src="js/md5.js" type="text/javascript"></script>
<script>
var pwd = hex_md5("Victor");
console.log(pwd);
//123
</script>

base64加密：base64.js

<script src="js/base64.js"></script>
<script>
var str = b.encode("admin:admin");       //加密
var str1 = b.decode(str);       //解密
console.log(str);
console.log(str1);
//12345
</script>

sha1加密：sha1.js

<script src="js/sha1.js"></script>
<script>
var sha = hex_sha1('mima123465');
console.log(sha);
//123
</script>

RSA加密：jsencrypt.js

<script src="js/jsencrypt.js"></script>
<script>
var str = "密码";
// 公钥
var publicKey = "MIGfMA0GCSqGSIb3DQEBAQUAA4GNADCBiQKBgQCfp4T5UK76SfSvn1wr4+PyStkHWONLVITZp5JLkFkHpiERchwShET+WVlLsbbgyt7Yt/boMoxr+XTD2NXd1gPvq11OU3dNYLE5hL2j8BCBw8EswkCbP+GgYdGF3FRw4eGURA4fcSO44IKuWtmtSyw7y1OMqzMUb6PROXrMFbrntQIDAQAB";
// 私钥
var privateKey = "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";
// 加密
var encrypt = new JSEncrypt();
encrypt.setPublicKey(publicKey);
var encryptStr = encrypt.encrypt(str);
console.log("加密后：" + encryptStr);
// 解密
var decrypt = new JSEncrypt();
decrypt.setPrivateKey(privateKey);
var decryptStr = decrypt.decrypt(encryptStr);
console.log( "解密后：" + decryptStr);
</script>
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