AES算法（十一） NodeJS 环境中实战

2022-01-26 约 1761 字预计阅读 4 分钟

本篇将对 AES 算法在 NodeJS 环境中应用做个简单的实战讲解，因为 NodeJS 提供了内置加密模块 crypto ，提供了绝大多数的加密算法的实现，本篇将基于 crypto 模块来做演示，因为文本长度有限，仅展示核心步骤，如需查看完整实现，请移步源码：https://github.com/aurthurxlc/js-aes-examples 。

NodeJS 内核中的 crypto 模块提供了各种各样加密算法的 API，该模块需要底层系统提供 OpenSSL 的支持。

本篇仅对其中的 AES 算法做简单的讲解，如想了解 NodeJS 更多的加密算法，可移步官方文档：https://nodejs.org/api/crypto.html 。

下面就来一一讲解 NodeJS 中 AES 算法加密、解密的核心点，如有看不明白的地方，请先查看一下前面的理论篇章。

AES 加密、解密核心点

1. 首先要引入 crypto 模块

const crypto = require("crypto");

2. 初始化加密函数

const cipher = crypto.createCipheriv(algorithm, key, iv);

初始化加密函数的 algorithm 参数用于指定加密所使用的算法，例如 AES-128-CBC。

其中 AES-128 表示使用 AES 128 位算法，其他可选：AES-192、AES-256
CBC 表示加密模式，其他可选：CFB、OFB、CTR、GCM（ECB 模式安全性较差，不做推荐）

key 参数接受 Buffer 类型参数，示例如下：

const key = Buffer.from("e43ee68382dc550fbd1d329486febdd4", "hex");

iv 参数接受 Buffer 类型参数，示例如下：

const iv = Buffer.from("ddffc44a93503156abb36e9bbca876f8", "hex");

3. 加密数据

// toHex
let cText = cipher.update(pText, "utf-8", "hex");
cText += cipher.final("hex");

4. 初始化解密函数

const decipher = crypto.createDecipheriv(algorithm, key, iv);

解密函数所用参数应与加密函数相同，否则无法解密。

5. 解密数据

let dText = decipher.update(cText, "hex", "utf-8");
dText += decipher.final("utf8");

6. 输出结果

console.log("key：" + key.toString("hex"));
console.log("iv：" + iv.toString("hex"));
console.log("明文：" + pText);
console.log("加密后数据：" + cText);
console.log("解密密后数据： " + dText);

// 输出如下，跟 Java 输出结果一致
key：e43ee68382dc550fbd1d329486febdd4
iv：ddffc44a93503156abb36e9bbca876f8
明文：AES 算法基于 Java 实战演示
加密后数据：e8aa678c21aa028988cd74ee2835344519014a4e9365cb8dda7cf24bfe95dfdf0e047cf979587b02500ccad15415b1c3
解密密后数据： AES 算法基于 Java 实战演示

7. 填充模式

上面的函数都不涉及数据填充模式，怎么就结果和 Java 一致了？难道 NodeJS 环境下的 AES 算法解密都不用填充吗？由理论可知，这是不可能的。

翻看 API 文档可知 NodeJS 的加密/解密函数默认是自动填充的，见文档：https://nodejs.org/api/crypto.html#crypto_cipher_setautopadding_autopadding

默认是使用的 PKCS7 填充模式（所以我们未指定填充模式也可以等到跟 Java 相同的加密结果）。

如果需要使用自定义的填充模式，可以使用方法cipher.setAutoPadding(false)禁用自动填充，再自行将数组补齐即可，若自行填充后的数据长度不符合要求，cipher.final()函数将会报错。

crypto 模块 AES 相关核心点说明

crypto 模块常用函数

crypto.createCipheriv(algorithm, key, iv[, options])

创建 Cipher 加密类对象的函数，并不局限于 AES 算法
algorithm 参数可选 OpenSSL 算法库支持的所有算法，上文只列举了跟 AES 有关的参数，可用命令 openssl list-cipher-algorithms 查看所支持的算法列表
key 、iv 参数仅接受 Buffer 类型参数

crypto.createDecipheriv(algorithm, key, iv[, options])

创建 Decipher 解密类对象的函数，并不局限于 AES 算法，参数同上加密函数

Cipher 类常用函数

cipher.update(data[, inputEncoding][, outputencoding])

data
- 表示添加要加密的数据
- 具体数据格式可以是字符串、二进制等
inputEncoding（可选）
- 用于指定 data 的数据类型
- 可选参数：utf-8、binary、ascii，默认是binary
- 如果不指定，data 参数必须是 Buffer 类型
outputEncoding（可选）
- 用于指定 update 函数返回值的类型
- 可选参数：binary、base64、hex，默认是binary
- 如果不指定 update 函数返回值将是 Buffer 类型

cipher.setAutoPadding([autoPadding])

autoPadding（可选）
- 用于指定是否自动填充数据
- 可选参数：true、false
- 默认为 true，启用自动填充模式，自动填充模式采用的填充方式是：PKCS7

cipher.final([outputEncoding])

outputEncoding（可选）
- 用于指定 final 函数返回值的类型
- 可选参数：binary、base64、hex，默认是 binary
- 如果不指定 final 函数返回值将是 Buffer 类型

Decipher 常用函数

decipher.update(data[, inputEncoding][, outputencoding])

参数同上加密函数

decipher.setAutoPadding([autoPadding])

参数同上加密函数

decipher.final([outputEncoding])

参数同上加密函数

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