Node.js的加密模块crypto之使用DiffieHellman类生成交换密钥

 2015年07月23日    1104     声明


Diffie-Hellman是一种建立密钥的方法，需要安全通信的双方可以用这个方法确定对称密钥，它所产生的密钥可用于加密、进一步的密钥管理或任何其它的加密方式。Node.js的crypto模块，封装了Diffie-Hellman类，可以用这个类来生成交换秘钥。

  1. Diffie-Hellman类的创建
  2. Diffie-Hellman类简介
  3. Diffie-Hellman类使用示例


1. Diffie-Hellman类的创建

创建Diffie-Hellman类可以使用crypto模块的crypto.createDiffieHellman()方法，也可以使用crypto.getDiffieHellman()预定义一下Diffie-Hellman类：

  • crypto.createDiffieHellman(prime_length[, generator])：创建一个Diffie-Hellman密钥交换，并根据给定的位长度prime_length生成一个质数。如果没有指定参数 generator，默认为2
  • crypto.createDiffieHellman(prime[, prime_encoding][, generator][, generator_encoding])：使用传入的 prime和generator创建Diffie-Hellman秘钥交互对象。
    generator可以是数字、字符串或Buffer，如果没有指定，默认为2
    prime_encoding和generator_encoding可以是：'binary'、'hex',或 'base64'。如果没有指定prime_encoding，则 Buffer 为 prime。如果没有指定 generator_encoding，则 Buffer 为 generator。
  • crypto.getDiffieHellman(group_name)：创建一个预定义Diffie-Hellman秘钥交换对象。group_name为组名，支持的组： 'modp1'、'modp2'、'modp5' (定义于RFC 2412)或'modp14'、'modp15'、'modp16'、'modp17'、'modp18' (定义于RFC 3526)。 与上述crypto.createDiffieHellman()创建对象类似，但是不允许修改秘钥交换（例如，diffieHellman.setPublicKey()）。使用这套流程的好处是，双方不需要生成或交换组组余数，节省了计算和通讯时间。


2. Diffie-Hellmancipher类简介

Diffie-Hellman类中包含生成公/私钥，及生在共享密钥的相关方法：

  • diffieHellman.generateKeys([encoding])：生成秘钥和公钥，并返回指定格式的公钥。生成的公钥可以转交给第三方使用。编码方式： 'binary', 'hex', 或 'base64'。如果没有指定编码方式，将返回 Buffer。
  • diffieHellman.computeSecret(other_public_key[, input_encoding][, output_encoding])：以other_public_key作为第三方公钥来计算共享秘钥，并返回这个共享秘密。
    参数input_encoding为密钥编码方式，output_encoding为计算出的共享密钥的编码方法。编码方式可以是：'binary'、'hex'或 'base64'。如果没有指定编码方式，则默认为一个Buffer。
  • diffieHellman.getPrime([encoding])：根据指定的编码格式返Diffie-Hellman质数，编码方式可以是：'binary'、'hex'或'base64'。如果没有指定编码方式，则返回一个Buffer。
  • diffieHellman.getGenerator([encoding])：根据指定的编码格式返Diffie-Hellman生成器，编码方式可以是：'binary'、'hex'或'base64'。如果没有指定编码方式，则返回一个Buffer。
  • diffieHellman.getPublicKey([encoding])：根据指定的编码格式返Diffie-Hellman公钥，编码方式可以是：'binary'、'hex'或'base64'。如果没有指定编码方式，则返回一个Buffer。
  • diffieHellman.getPrivateKey([encoding])：根据指定的编码格式返Diffie-Hellman私钥，编码方式可以是：'binary'、'hex'或'base64'。如果没有指定编码方式，则返回一个Buffer。
  • diffieHellman.setPublicKey([encoding])：设置Diffie-Hellman公钥，编码方式可以是：'binary'、'hex'或'base64'。如果没有指定编码方式，默认为Buffer。
  • diffieHellman.getPrivateKey([encoding])：设置Diffie-Hellman私钥，编码方式可以是：'binary'、'hex'或'base64'。如果没有指定编码方式，默认为Buffer。


3. Diffie-Hellman类使用示例

创建Diffie-Hellman类，按相同规则生成公钥和私钥，计算共享密钥： 

var crypto = require('crypto');

var alice = crypto.getDiffieHellman('modp5');
var bob = crypto.getDiffieHellman('modp5');

//也可以使用如下方式生成创建对象
// var alice = crypto.createDiffieHellman(7);
// var bob = crypto.createDiffieHellman(7);

//生成公钥和私钥
alice.generateKeys();
bob.generateKeys();

//计算共享密钥相同
var alice_secret = alice.computeSecret(bob.getPublicKey(), null, 'hex');
var bob_secret = bob.computeSecret(alice.getPublicKey(), null, 'hex');

//两个共享密钥相同
console.log(alice_secret == bob_secret);	//true