技术讲座：利用 crypto.subtle API 进行原生的 RSA/AES 非对称加密

引言

随着互联网的快速发展，数据安全和隐私保护变得越来越重要。非对称加密作为一种强大的加密手段，被广泛应用于网络安全领域。本文将深入探讨如何使用浏览器的 crypto.subtle API 实现RSA和AES的非对称加密，并给出具体的工程级代码示例。

一、非对称加密概述

非对称加密是一种加密技术，它使用两把密钥：公钥和私钥。公钥用于加密数据，私钥用于解密数据。由于公钥和私钥的数学关系，即使知道公钥，也无法轻易地计算出私钥。

非对称加密算法主要包括RSA、ECC等。本文将以RSA和AES为例，介绍非对称加密的使用方法。

二、RSA非对称加密

RSA算法是一种非对称加密算法，它使用两个密钥：公钥和私钥。公钥用于加密数据，私钥用于解密数据。

2.1 RSA加密过程

1. 生成密钥对：使用密钥生成算法（如openssl）生成公钥和私钥。
2. 使用公钥加密数据：将需要加密的数据使用公钥进行加密。
3. 使用私钥解密数据：将加密后的数据使用私钥进行解密，得到原始数据。

2.2 crypto.subtle API实现RSA加密

以下是一个使用 crypto.subtle API 实现RSA加密的示例：

// 引入crypto模块
const crypto = require('crypto');

// 生成密钥对
const { publicKey, privateKey } = crypto.generateKeyPairSync('rsa', {
  modulusLength: 2048,
  publicKeyEncoding: {
    type: 'spki',
    format: 'pem',
  },
  privateKeyEncoding: {
    type: 'pkcs8',
    format: 'pem',
  },
});

// 加密数据
const data = 'Hello, World!';
const encrypted = crypto.publicEncrypt(publicKey, Buffer.from(data, 'utf8'));

console.log('加密后的数据:', encrypted.toString('hex'));

// 解密数据
const decrypted = crypto.privateDecrypt(privateKey, encrypted);
console.log('解密后的数据:', decrypted.toString());

三、AES对称加密

AES算法是一种对称加密算法，它使用相同的密钥进行加密和解密。

3.1 AES加密过程

1. 选择密钥和算法：选择一个密钥和算法（如AES-256-CBC）。
2. 初始化向量（IV）：生成一个随机或预设的初始化向量。
3. 加密数据：使用密钥和IV对数据进行加密。
4. 解密数据：使用相同的密钥和IV对数据进行解密。

3.2 crypto.subtle API实现AES加密

以下是一个使用 crypto.subtle API 实现AES加密的示例：

// 引入crypto模块
const crypto = require('crypto');

// 生成密钥
const key = crypto.randomBytes(32); // 32字节（256位）密钥
const iv = crypto.randomBytes(16); // 16字节IV

// 加密数据
const cipher = crypto.createCipheriv('aes-256-cbc', key, iv);
const encrypted = cipher.update('Hello, World!', 'utf8', 'hex');
encrypted += cipher.final('hex');

console.log('加密后的数据:', encrypted);

// 解密数据
const decipher = crypto.createDecipheriv('aes-256-cbc', key, iv);
let decrypted = decipher.update(encrypted, 'hex', 'utf8');
decrypted += decipher.final('utf8');

console.log('解密后的数据:', decrypted);

四、总结

本文介绍了如何使用 crypto.subtle API 在浏览器中实现RSA和AES的非对称加密。通过以上示例，读者可以了解到非对称加密的基本原理和使用方法。

在实际应用中，我们还需要注意以下几点：

1. 密钥管理：确保密钥的安全性，避免泄露。
2. 算法选择：根据实际需求选择合适的加密算法。
3. 性能优化：在保证安全性的前提下，尽量提高加密和解密速度。

希望本文对读者有所帮助，如有不足之处，敬请指正。