Node.js 上的 SHA256WithRSA 其实好简单

2019-06-24 本文已影响0人 Kenny锅

只要项目大一点或者跟金融沾点边，都要考虑数据传输的安全性。

「用 POST 请求」。对，这是入门级的安全措施。还有没有高级一点的？（想要 GET 请求安全也不是不可能）

「那就用 HTTPS传输」。很对，这是一个非常重要的方案，这已经是中级的安全方案。

有没有中高级的安全方案？有，就是数据签名与验签。如果对接过支付宝支付、微信支付的朋友都很熟悉，如果没有对接过，我就跟大家聊聊。

我知道大家都很忙，没有时间听我啰嗦，我先把核心代码放出来，你先把功能实现了，回过头来细细听我唠叨。

一、private key 和 public key

大家可以通过如下这个网站生成 private key 和 public key（或者直接用我粘出来的两个 key 也行）：http://web.chacuo.net/netrsakeypair

const privateKeyString = `
-----BEGIN PRIVATE KEY-----
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
-----END PRIVATE KEY-----
`

const publicKeyString = `
-----BEGIN PUBLIC KEY-----
MIGfMA0GCSqGSIb3DQEBAQUAA4GNADCBiQKBgQCGErPM8nT8aML5Z1/vb8g0UudpzcEKHA3JqV8lXzGORftVHZlXJLcG1gM46QGR5ZjY7UmGMTJKdY3nQwhQVb3EBrtbpW0+8rxmPBRUXzBtFG10+5t4VCuiBwlWFFighiNvhyOOFdujvqavyryGPejsvl9c2WtXL9mhG9xhZx/g9QIDAQAB
-----END PUBLIC KEY-----
`

注意：

1、如果你公司的后端合适的是 Java 语言，就使用「PKCS8」密钥格式，也叫「PKCS#8」，如果非 Java 语言可以考虑「PKCS1」。
2、Java 使用private key 和 public key时，要把首尾「-----BEGIN PRIVATE KEY-----」之类的删除，但在 JavaScript 里使用时，一定要加上，后面会细讲原因。

二、前端（APP端）加密

一般都是大前端使用 private key 生成加密数据，传给后端接口，后端使用 public key 验证加密信息，所以我只需要准备编写如下代码即可：

import { KEYUTIL, KJUR, hextob64, hextob64u } from 'jsrsasign';

const privateKeyString = `
-----BEGIN PRIVATE KEY-----
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
-----END PRIVATE KEY-----
`

export function sha256withRSA(inputString) {
    const key = KEYUTIL.getKey(privateKeyString);
    // 创建 Signature 对象，设置签名编码算法
    const signature = new KJUR.crypto.Signature({ alg: 'SHA256withRSA' });
    // 初始化
    signature.init(key);
    // 传入待加密字符串
    signature.updateString(inputString);
    // 生成密文
    const originSign = signature.sign();
    // const sign64 = hextob64(originSign);
    // console.log('sign base64 =======', sign64);
    // const sign64u = hextob64u(originSign);
    // console.log('sign base64u=======', sign64u);
    return originSign;
}

把 public key 给后端同事，注意：不要带首尾 ----- 两行。

MIGfMA0GCSqGSIb3DQEBAQUAA4GNADCBiQKBgQCGErPM8nT8aML5Z1/vb8g0UudpzcEKHA3JqV8lXzGORftVHZlXJLcG1gM46QGR5ZjY7UmGMTJKdY3nQwhQVb3EBrtbpW0+8rxmPBRUXzBtFG10+5t4VCuiBwlWFFighiNvhyOOFdujvqavyryGPejsvl9c2WtXL9mhG9xhZx/g9QIDAQAB

到这儿，差不多就可以了收工了。

------------------------------- 好奇少年分割线 -------------------------------

三、jsrsasign API 简介

3.1 谁加密，谁验证？

发起方	动作	key
`大前端`	`加密`	`用 private key`
大前端	验证加密	用 public key
后端	加密	用 private key
`后端`	`验证加密`	`用 public key`

3.2 KEYUTIL, KJUR, hextob64, hextob64u 分别都是什么

KEYUTIL 是 RSA/ECC/DSA key 的工具类, https://kjur.github.io/jsrsasign/api/symbols/KEYUTIL.html
KJUR 是 Java Cryptographic Extension(JCE) 风格的 MessageDigest（Java 信息摘要算法）/ Signature（Java 签名）类和工具集（同时也是作者的网名），https://kjur.github.io/jsrsasign/api/symbols/KJUR.html
hextob64 是将 hex 转了 Base 64 的方法，不建议使用 encodeURIComponent，这种编码方式会更大程度上扩大原数据的体积(Base 64只会增加1/3, 而 url 采用的 16 进制方式, 会增加1倍, 具体原因可另外谷歌) https://kjur.github.io/jsrsasign/api/symbols/Base64x.html
hextob64u 跟上面的方法相比，解决了 URL 传输过程中特殊字符转码的问题。具体操作是：会将+替换成-, /替换成_，去掉尾部补全的=，所以 Java 后端需要做反替换后，验证加密字符的操作。详情请参考源码207行：https://kjur.github.io/jsrsasign/api/symbols/src/base64x-1.1.js.html

3.3 KEYUTIL.getKey 作用

API：KEYUTIL.getKey(param, passcode, hextype)
param：通过入参获取 private key 或 public key 对象
passcode：传入 private key 或 public key 生成时的密码（可选参数）
hextype: 传入pkcs8prv、pkcs5prv、pkcs8pub、x509pub 之类的值（可选参数）
更多详情：https://kjur.github.io/jsrsasign/api/symbols/KEYUTIL.html#.getKey

3.4 KJUR.crypto.Signature 作用

KJUR.crypto.Signature 非常简单的「模拟」了 java.security.Signature 类，跟 Java 一样，在 new 时给 constructor 传参
API：KJUR.crypto.Signature(param)

param 是一个对象，格式为：{ alg: 'SHA256withRSA' } 或 { alg: 'SHA256withRSA', prov: 'cryptojs/jsrsa' }
alg 参数支持如下算法：

MD5withRSA - cryptojs/jsrsa
SHA1withRSA - cryptojs/jsrsa
SHA224withRSA - cryptojs/jsrsa
SHA256withRSA - cryptojs/jsrsa
SHA384withRSA - cryptojs/jsrsa
SHA512withRSA - cryptojs/jsrsa
RIPEMD160withRSA - cryptojs/jsrsa
MD5withECDSA - cryptojs/jsrsa
SHA1withECDSA - cryptojs/jsrsa
SHA224withECDSA - cryptojs/jsrsa
SHA256withECDSA - cryptojs/jsrsa
SHA384withECDSA - cryptojs/jsrsa
SHA512withECDSA - cryptojs/jsrsa
RIPEMD160withECDSA - cryptojs/jsrsa
MD5withRSAandMGF1 - cryptojs/jsrsa
SHA1withRSAandMGF1 - cryptojs/jsrsa
SHA224withRSAandMGF1 - cryptojs/jsrsa
SHA256withRSAandMGF1 - cryptojs/jsrsa
SHA384withRSAandMGF1 - cryptojs/jsrsa
SHA512withRSAandMGF1 - cryptojs/jsrsa
RIPEMD160withRSAandMGF1 - cryptojs/jsrsa
SHA1withDSA - cryptojs/jsrsa
SHA224withDSA - cryptojs/jsrsa
SHA256withDSA - cryptojs/jsrsa

2.5 signature.init(key) 作用

init(key, pass) - 用密钥来初始化此对象，用于后面的加密或验签工作。只需指定密钥，该方法就会调用 KEYUTIL 类初始化它。
- key - 可以传下述类型参数：
  - PEM 格式的 PKCS#8 加密 RSA/ECDSA private key 必须包含 "BEGIN ENCRYPTED PRIVATE KEY"
  - PEM 格式的 PKCS#5 加密 RSA/DSA private key 必须包含 "BEGIN RSA/DSA PRIVATE KEY" 和 ",ENCRYPTED"
  - PEM 格式的 PKCS#8 字符串 RSA/ECDSA private key 必须包含 "BEGIN PRIVATE KEY"（注：例子中我采用的是这种，因为 jsrsasign 要求必传）
  - PEM 格式的 PKCS#5 字符串 RSA/DSA private key 必须包含 "BEGIN RSA/DSA PRIVATE KEY" 但没有 ",ENCRYPTED"
  - RSAKey 对象 private key
  - KJUR.crypto.ECDSA 对象 private key
  - KJUR.crypto.DSA 对象 private key
- pass - 传入生成 private key 和 public key 时的密码，可选参数

2.6 signature.updateString(inputString) 作用

signature.updateString(inputString) - 用于更新原字符串为签名或验证的字符串，这里还没有生成密文。

2.7 signature.sign() 作用

signature.sign() - 以十六进制字符串形式返回数据更新的签名，到就可以跟后端同事联调了。

2.8 hextob64(originSign) 作用

hextob64(originSign) - 将十六进制字符串签名转换为 Base 64，这样是为了方便传输（十六进制的签名有4k，但 Base 64 签名只有 2k ）

参考：

jsrsasign使用笔记(加密,解密,签名,验签) - https://www.jianshu.com/p/b32fc387d8ad

全文完，谢谢阅读！