一篇学会RSA JavaScript加密，涉及OpenSSL

梁龙先森
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正文

RSA加密是一种数据加密算法，广泛用于电子商业中，并且RSA算法是一种非对称加密算法。何为非对称算法呢？首先我们来了解下对称加密和非对称加密的概念。

对称加密

原文经过一把钥匙（密钥）加密后变成了密文，然后将密文传递给接收方，接收方再用这把钥匙（秘钥）解开密文。在这个过程中，其实加密和解密都是使用同一把钥匙，这种加密方式成为对称加密。

非对称加密

而非对称加密就是和对称加密相对，加密用的钥匙和解密所用的钥匙，并不是同一把钥匙。非对称加密首先会创建两把钥匙，而这两把钥匙是成对的分别称为公钥和私钥。在进行加密时我们使用公钥进行加密，而在解密的时候就必须要使用私钥才能进行解密，这就是非对称加密算法。

加密总结

  1. 对称加密由于使用了相同的秘钥，所以加解密快。但其秘钥需要在网络中传送，所以不大安全。
  2. 非对称加密使用的是秘钥对，即公钥、私钥。且知道其中一方，并不能破解出另一方，所以安全性高。但加解密耗时，速度慢。
  3. 解决的方法是将对称加密的密钥使用非对称加密的公钥进行加密，然后发送出去，接收方使用私钥进行解密得到对称加密的密钥，然后双方可以使用对称加密来进行沟通。这也是https数据传输采用的方式。

了解了对称加密和非对称加密的概念，那JavaScript中如何实现非对称加密呢？下面看看解决方案

JSEncrypt框架

当浏览互联网寻找rsajavascript加密的好解决方案时，有大量的库基本上采用了Tom Wu@http://www cs students.stanford.edu/~tjw/jsbn/然后修改代码来做他们想做的事。但是，我找不到的是这个库的简单包装器，它基本上使用的是几乎没有接触过的库，但是添加了一个包装器来解析OpenSSL生成的实际私钥和公钥对。

上面这段话是npm中对该库的描述，下面看看如何使用，以及如何搭建OpenSSL环境创建公钥秘钥。

1. 用法

  1. 安装依赖
npm install jsencrypt --S
  1. 编写加解密工具方法
import JSEncrypt from 'jsencrypt/bin/jsencrypt'

// 公钥
const publicKey = '' 
// 私钥
const privateKey = ''  

// 加密
export function encrypt(txt) {
  const encryptor = new JSEncrypt()
  encryptor.setPublicKey(publicKey) // 设置公钥
  return encryptor.encrypt(txt) // 对数据进行加密
}

// 解密
export function decrypt(txt) {
  const encryptor = new JSEncrypt()
  encryptor.setPrivateKey(privateKey) // 设置私钥
  return encryptor.decrypt(txt) // 对数据进行解密
}

2. 秘钥对生成

简单点生成秘钥对，可借助现成的一些网站生成，比如：http://web.chacuo.net/netrsakeypair

当然我们这里玩点新鲜的，借助OpenSSL自己创建秘钥对，下面小节介绍。

OpenSSL

1. OpenSSL是什么？

SSL是Secure Sockets Layer（安全套接层协议）的缩写。

在计算机网络上，OpenSSL是一个开放源代码的软件库包，应用程序可以使用这个包来进行安全通信，避免窃听，同时确认另一端连接者的身份。这个包广泛被应用在互联网的网页服务器上。

SSL能使用户/服务器应用之间的通信不被攻击者窃听，并且始终对服务器进行认证，还可选择对用户进行认证。SSL协议要求建立在可靠的传输层协议(TCP)之上。SSL协议的优势在于它是与应用层协议独立无关的，高层的应用层协议(例如：HTTP，FTP，TELNET等)能透明地建立于SSL协议之上。SSL协议在应用层协议通信之前就已经完成加密算法、通信密钥的协商及服务器认证工作。在此之后应用层协议所传送的数据都会被加密，从而保证通信的私密性。

SSL是利用公开密钥的加密技术（RSA）来作为用户端与服务器端在传送机密资料时的加密通讯协定。

OpenSSL采用C语言作为开发语言，这使得OpenSSL具有优秀的跨平台性。

OpenSSL整个软件包大概可以分成三个主要的功能部分：SSL协议库、应用程序以及密码算法库（ 对称加密，如AES，非对称加密）。

OpenSSL一共实现了4种非对称加密算法，包括DH算法、RSA算法、DSA算法和椭圆曲线算法（EC） 。DH算法一般用于密钥交换。RSA算法既可以用于密钥交换，也可以用于数字签名，当然，如果你能够忍受其缓慢的速度，那么也可以用于数据加密。DSA算法则一般只用于数字签名。

OpenSSL实现了5种信息摘要算法，分别是MD2、MD5、MDC2、SHA（SHA1）和RIPEMD。SHA算法事实上包括了SHA和SHA1两种信息摘要算法。此外，OpenSSL还实现了DSS标准中规定的两种信息摘要算法DSS和DSS1。

OpenSSL其组成主要包括3个组件：

  • openssl：多用途的命令行工具
  • libcrypto：加密算法库
  • libssl：加密模块应用库，实现了ssl和tls

下面看看如何在window10上搭建OpenSSL环境，并验证基本功能。

2. 搭建OpenSSL环境

OpenSSL环境的搭建，网上找了很多教程，大多是要求去下载OpenSSL源码，然后用VS进行编译，但是看了那么长的编译步骤，太累人，因此找了个exe安装方法。

  1. 下载地址：win32/64_OpenSSL.exe下载地址
  2. 下载完成了，直接运行安装，点击next直至安装完成。这里要注意的是倘若OpenSSL安装路径的bin没有自动加入到操作系统的系统环境变量path中时，要手动去添加，路径例如：D:\OpenSSL-Win64\bin
  3. 直接cmd开启命令行窗口，然后输入运行指令：openssl，无报错，则安装成功

倘若报错：WARNING: can't open config file: /usr/local/ssl/openssl.cnf，则在当前窗口执行命令：

set OPENSSL_CONF=D:\OpenSSL-Win64\bin\openssl.cfg （路径为改为自己安装路径）

3. 生成秘钥对

  1. 生成私钥

openssl genrsa -out rsa_1024_priv.pem 1024

  1. 查看私钥

cat rsa_1024_priv.pem

  1. 根据私钥生成公钥

openssl rsa -pubout -in rsa_1024_priv.pem -out rsa_1024_pub.pem

  1. 查看公钥

cat rsa_1024_pub.pem

这里生成的 rsa_1024_priv.pem 和 rsa_1024_pub.pem 两文件对应的是私钥和秘钥，使用此秘钥对就能实现RSA JavaScript的加密了。

5. 扩展

openssl同时还可以实现对称加密、单向加密、生成密码、生成随机数、创建CA和申请证书，感兴趣的可以自行去了解。这里举个对称加密的例子：

对称加密需使用标准命令enc，用法如下：

openssl enc -ciphername [-in filename] [-out filename] [-pass arg] [-e] [-d] [-a/-base64]
       [-A] [-k password] [-kfile filename] [-K key] [-iv IV] [-S salt] [-salt] [-nosalt] [-z] [-md]
       [-p] [-P] [-bufsize number] [-nopad] [-debug] [-none] [-engine id]

常用选项有：

-in filename：指定要加密的文件存放路径

-out filename：指定加密后的文件存放路径

-salt：自动插入一个随机数作为文件内容加密，默认选项

-e：可以指明一种加密算法，若不指的话将使用默认加密算法

-d：解密，解密时也可以指定算法，若不指定则使用默认算法，但一定要与加密时的算法一致

-a/-base64：使用-base64位编码格式

示例： 加密：

openssl enc -e -des3 -a -salt -in fstab -out jiami 解密：

openssl enc -d -des3 -a -salt -in fstab -out jiami

总结

至此我们学习了对称加密和非对称加密的区别，在JavaScript如何实现非对称加密，以及如何通过搭建OpenSSL环境自主生成秘钥对。

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