Nodejs中crypto模块的安全知识讲解(3)


对比D1、D2,如果D1等于D2,说明原始信息完整、未被篡改。

附:签名验证伪代码

digest1 = verify(digitalSignature, publicKey); // 获取摘要
digest2 = hash(message); // 计算原始信息的摘要
digest1 === digest2 // 验证是否相等

3、对比非对称加密

由于RSA算法的特殊性,加密/解密、签名/验证 看上去特别像,很多同学都很容易混淆。先记住下面结论,后面有时间再详细介绍。

加密/解密:公钥加密,私钥解密。

签名/验证:私钥签名,公钥验证。

分组加密模式、填充、初始化向量

常见的对称加密算法,如AES、DES都采用了分组加密模式。这其中,有三个关键的概念需要掌握:模式、填充、初始化向量。

搞清楚这三点,才会知道crypto模块对称加密API的参数代表什么含义,出了错知道如何去排查。

1、分组加密模式

所谓的分组加密,就是将(较长的)明文拆分成固定长度的块,然后对拆分的块按照特定的模式进行加密。

常见的分组加密模式有:ECB(不安全)、CBC(最常用)、CFB、OFB、CTR等。

以最简单的ECB为例,先将消息拆分成等分的模块,然后利用秘钥进行加密。

后面假设每个块的长度为128位

2、初始化向量:IV

为了增强算法的安全性,部分分组加密模式(CFB、OFB、CTR)中引入了初始化向量(IV),使得加密的结果随机化。也就是说,对于同一段明文,IV不同,加密的结果不同。

以CBC为例,每一个数据块,都与前一个加密块进行亦或运算后,再进行加密。对于第一个数据块,则是与IV进行亦或。

IV的大小跟数据块的大小有关(128位),跟秘钥的长度无关。

3、填充:padding

分组加密模式需要对长度固定的块进行加密。分组拆分完后,最后一个数据块长度可能小于128位,此时需要进行填充以满足长度要求。

填充方式有多重。常见的填充方式有PKCS7。

假设分组长度为k字节,最后一个分组长度为k-last,可以看到:

不管明文长度是多少,加密之前都会会对明文进行填充 (不然解密函数无法区分最后一个分组是否被填充了,因为存在最后一个分组长度刚好等于k的情况)

如果最后一个分组长度等于k-last === k,那么填充内容为一个完整的分组 k k k ... k (k个字节)

如果最后一个分组长度小于k-last < k,那么填充内容为 k-last mod k

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