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【CryptoJS】使用介绍

作者：你好赵伟 | 2024-07-24 04:58:54

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cryptojs

         

介绍

CryptoJS是一个JavaScript的加解密的工具包。它支持多种的算法：MD5、SHA1、SHA2、SHA3、RIPEMD-160 哈希散列，进行 AES、DES、Rabbit、RC4、Triple DES 加解密。

散列算法

MD5

MD5是一种广泛使用的散列函数。它被用于各种安全应用，也通常用于校验文件的完整性。但MD5不耐碰撞攻击，因此不适用于SSL证书或数字签名。

var hash = CryptoJS.MD5("Message");

SHA-1

SHA 散列函数由美国国家安全局 (NSA) 设计。SHA-1 是现有 SHA 散列函数中最成熟的，它用于各种安全应用程序和协议。但随着新攻击的发现或改进，SHA-1 的抗攻击能力一直在减弱。

var hash = CryptoJS.SHA1("Message");

SHA-2

SHA-224、SHA-256、SHA-384，和SHA-512合称为SHA-2。
SHA-256是SHA-2集合中的四个变体之一。虽然它提供了更好的安全性，但是它的应用不如SHA-1广泛。

var hash = CryptoJS.SHA256("Message");

SHA-512在很大程度上与SHA-256相同，但在64位计算机上SHA-512比SHA-256更快(因为它们在内部使用64位算术)；在8位，16位和32位计算机上，SHA-256比SHA-512更快。

var hash = CryptoJS.SHA512("Message");

CryptoJS还支持SHA-224和SHA-384，这两个版本大致相同，分别是SHA-256和SHA-512的删减版本。

SHA-3

SHA-3是第三代安全散列算法(Secure Hash Algorithm 3)

var hash = CryptoJS.SHA3("Message");

SHA-3可以配置输出散列长度为224，256，384或512位，默认为512位。

  1. var hash = CryptoJS.SHA3("Message", { outputLength: 512 });
  2. var hash = CryptoJS.SHA3("Message", { outputLength: 384 });
  3. var hash = CryptoJS.SHA3("Message", { outputLength: 256 });
  4. var hash = CryptoJS.SHA3("Message", { outputLength: 224 });

RIPEMD-160

var hash = CryptoJS.RIPEMD160("Message");

散列输入

散列算法接受输入字符串或WordArray实例。WordArray对象表示一个32位“单词数组”。当你传入一个字符串时，它会自动转换为编码为UTF-8的WordArray。

散列输出

返回的散列不是字符串，它是一个WordArray对象。当您在字符串上下文中使用WordArray对象时，它会自动转换为十六进制字符串。

  1. var hash = CryptoJS.SHA256("Message");
  2.  
  3. typeof hash
  4. > "object";
  5.  
  6. hash
  7. > "2f77668a9dfbf8d5848b9eeb4a7145ca94c6ed9236e4a773f6dcafa5132b2f91";

使用toString方法并传入编码格式，可以将WordArray对象转换为其他编码格式

  1. var hash = CryptoJS.SHA256("Message")
  2.  
  3. hash.toString(CryptoJS.enc.Base64)
  4. > "L3dmip37+NWEi57rSnFFypTG7ZI25Kdz9tyvpRMrL5E=";
  5.  
  6. hash.toString(CryptoJS.enc.Hex)
  7. > "2f77668a9dfbf8d5848b9eeb4a7145ca94c6ed9236e4a773f6dcafa5132b2f91";

渐进式散列

  1. var sha256 = CryptoJS.algo.SHA256.create();
  2. sha256.update("Message Part 1");
  3. sha256.update("Message Part 2");
  4. sha256.update("Message Part 3");
  5.  
  6. var hash = sha256.finalize();

HMAC

HMAC是一种使用加密散列函数进行消息认证的机制，可以与任何迭代密码散列函数结合使用。

  1. var hash = CryptoJS.HmacMD5("Message", "Secret Passphrase");
  2. var hash = CryptoJS.HmacSHA1("Message", "Secret Passphrase");
  3. var hash = CryptoJS.HmacSHA256("Message", "Secret Passphrase");
  4. var hash = CryptoJS.HmacSHA512("Message", "Secret Passphrase");

渐进式HMAC散列

  1. var hmac = CryptoJS.algo.HMAC.create(CryptoJS.algo.SHA256, "Secret Passphrase");
  2. hmac.update("Message Part 1");
  3. hmac.update("Message Part 2");
  4. hmac.update("Message Part 3");
  5.  
  6. var hash = hmac.finalize();

PBKDF2

PBKDF2是一个用来对用户口令(password)进行加密的函数。在密码学的许多应用中，用户安全性最终取决于用户口令，由于用户口令通常不能直接用作密钥，因此需要进行一些处理。

它的基本原理是通过一个伪随机函数(例如HMAC函数),把明文和一个盐值作为输入参数,，生成一个散列值，然后将这个散列值作为一个加密key，应用到后续的加密过程中，以此类推，将这个过程重复很多次，从而增加了密码破解的难度，这个过程也被称为是密码加强。如果重复的次数足够大,破解的成本就会变得很高。

  • Salt 表示盐值，一个随机数
  • iterations 操作次数
  1. var salt = CryptoJS.lib.WordArray.random(128 / 8);
  2. var key128Bits = CryptoJS.PBKDF2("Secret Passphrase", salt, {
  3.   keySize: 128 / 32
  4. });
  5. var key256Bits = CryptoJS.PBKDF2("Secret Passphrase", salt, {
  6.   keySize: 256 / 32
  7. });
  8. var key512Bits = CryptoJS.PBKDF2("Secret Passphrase", salt, {
  9.   keySize: 512 / 32
  10. });
  11. var key512Bits1000Iterations = CryptoJS.PBKDF2("Secret Passphrase", salt, {
  12.   keySize: 512 / 32,
  13.   iterations: 1000
  14. });

加密

加密算法

加密函数的参数是：(明文字符串, 密钥字符串，可选参数对象)，返回密文字符串。
加密函数是：Cryptojs.AES.encrypt，Cryptojs.DES.encrypt``，Cryptojs.Rabbit.encrypt，Cryptojs.RC4.encrypt，Cryptojs.TripleDES.encrypt

解密函数的参数是：(密文字符串, 密钥字符串，可选参数对象)，返回的结果必须用.toString(CryptoJS.enc.Utf8)转为明文。
解密函数是:CryptoJS.AES.decrypt，CryptoJS.DES.decrypt，CryptoJS.Rabbit.decrypt，CryptoJS.RC4.decrypt，CryptoJS.TripleDES.decrypt

其中可选参数对象常用属性：

  • mode：加密模式 【CBC ECB CFB OFB CTRGladman(CTR)】
  • paddig：填充方式 【 NoPadding ZeroPadding Pkcs7(Pkcs5) Iso10126 Iso97971 AnsiX923】
  • vi： 偏移向量
  • formatter：自定义格式

AES

AES密码学中的高级加密标准（Advanced Encryption Standard，AES），又称Rijndael加密法，是美国联邦政府采用的一种区块加密标准。这个标准用来替代原先的DES（Data Encryption Standard），已经被多方分析且广为全世界所使用。

  1. var encrypted = CryptoJS.AES.encrypt("Message", "Secret Passphrase");
  2.  
  3. var decrypted = CryptoJS.AES.decrypt(encrypted, "Secret Passphrase");

CryptoJS支持AES-128、AES-192和AES-256。密钥的长度决定了AES加密的轮数。

DES,三重DES

DES是以前比较重要的加密算法，但由于密钥长度太短，安全性不够。

  1. var encrypted = CryptoJS.DES.encrypt("Message", "Secret Passphrase");
  2.  
  3. var decrypted = CryptoJS.DES.decrypt(encrypted, "Secret Passphrase");

三重DES是为了增加DES的强度，将DES重复3次所得到的一种密码算法，具有足够的安全性。

  1. var encrypted = CryptoJS.TripleDES.encrypt("Message", "Secret Passphrase");
  2.  
  3. var decrypted = CryptoJS.TripleDES.decrypt(encrypted, "Secret Passphrase");

Rabbit

Rabbit 是一种高速流密码，于 2003 年在 FSE 研讨会上首次提出。 Rabbit 使用一个 128 位密钥和一个 64 位初始化向量。 该加密算法的核心组件是一个位流生成器，该流生成器每次迭代都会加密 128 个消息位。

  1. var encrypted = CryptoJS.Rabbit.encrypt("Message", "Secret Passphrase");
  2.  
  3. var decrypted = CryptoJS.Rabbit.decrypt(encrypted, "Secret Passphrase");

RC4, RC4Drop

RC4算法是Ron Rivest为RSA公司在1987年设计的一种流密码，作为RSA的商业机密直到1994年才被匿名公布于Internet。
RC4被用于为网络浏览器和服务器间通信而制定的SSL/TLS（安全套接字协议/传输层安全协议）标准中，以及作为IEEE 801.11无线局域网标准一部分的WEP(Wired Equivalent Privacy)协议和新的WiFi受保护访问协议(WAP)中。从这些应用来看，RC4构成了当今网络通信的非常重要的部分，因此这个算法非常重要。

  1. var encrypted = CryptoJS.RC4.encrypt("Message", "Secret Passphrase");
  2.  
  3. var decrypted = CryptoJS.RC4.decrypt(encrypted, "Secret Passphrase");

后来研究者发现，密钥流初始的若干字节有偏移问题，泄露了密钥信息，被很多用户弃用。当然，我们可以通过丢弃密钥流的初始若干字节来防御这种攻击，这种改进的算法也被称为RC4-drop。
RC4-drop可以用drop属性设置丢弃字节值。

  1. var encrypted = CryptoJS.RC4Drop.encrypt("Message", "Secret Passphrase");
  2.  
  3. var encrypted = CryptoJS.RC4Drop.encrypt("Message", "Secret Passphrase", {
  4.   drop: 3072 / 4
  5. });
  6.  
  7. var decrypted = CryptoJS.RC4Drop.decrypt(encrypted, "Secret Passphrase", {
  8.   drop: 3072 / 4
  9. });

设置密钥（key）和偏移量（iv）

  1. var key = CryptoJS.enc.Hex.parse("000102030405060708090a0b0c0d0e0f");
  2.  
  3. var iv = CryptoJS.enc.Hex.parse("101112131415161718191a1b1c1d1e1f");
  4.  
  5. var encrypted = CryptoJS.AES.encrypt("Message", key, { iv: iv });

加密模式和填充方式

  1. var encrypted = CryptoJS.AES.encrypt("Message", "Secret Passphrase", {
  2.   mode: CryptoJS.mode.CFB,
  3.   padding: CryptoJS.pad.AnsiX923
  4. });

CryptoJS支持以下加密模式：

  • CBC (the default)
  • CFB
  • CTR
  • OFB
  • ECB

CryptoJS支持以下填充方式：

  • Pkcs7 (the default)
  • Iso97971
  • AnsiX923
  • Iso10126
  • ZeroPadding
  • NoPadding

加密输入

对于明文消息，加密算法接受输入字符串或CryptoJS.lib.WordArray实例。

对于密钥key，当您输入一个字符串时，它将用于生成密钥和IV。您可以输入实际密钥的WordArray对象和实际的IV。

对于密文，密码算法接受输入字符串或CryptoJS.lib.CipherParams的实例。CipherParams对象表示一组参数，如IV、salt和原始密文本身。当您输入字符串时，它会根据可配置的格式策略自动转换为CipherParams对象。

加密输出

解密后得到的明文是一个WordArray对象。详见散列的输出。

加密后得到的密文不是字符串，它是一个CipherParams对象。通过CipherParams对象，您可以拿到加密期间使用的所有参数。当您在字符串上下文中使用CipherParams对象时，它会根据格式策略自动转换为字符串。默认是openssl兼容的格式。

  1. var encrypted = CryptoJS.AES.encrypt("Message", "Secret Passphrase");
  2.  
  3. encrypted.key
  4. > "74eb593087a982e2a6f5dded54ecd96d1fd0f3d44a58728cdcd40c55227522223 ";
  5.  
  6. encrypted.iv
  7. > "7781157e2629b094f0e3dd48c4d786115";
  8.  
  9. encrypted.salt
  10. > "7a25f9132ec6a8b34";
  11.  
  12. encrypted.ciphertext
  13. > "73e54154a15d1beeb509d9e12f1e462a0";
  14.  
  15. encrypted
  16. > "U2FsdGVkX1+iX5Ey7GqLND5UFUoV0b7rUJ2eEvHkYqA=";

您可以定义自己的格式，以便与其他加密实现兼容。format有两个对象方法stringify和parse，在CipherParams对象和密文字符串之间进行转换。
下面是编写JSON格式化的方法:

  1. var JsonFormatter = {
  2.   stringify: function(cipherParams) {
  3.     // 创建ciphertext对象
  4.     var jsonObj = { ct: cipherParams.ciphertext.toString(CryptoJS.enc.Base64) };
  5.  
  6.     //可选添加 iv 和 salt
  7.     if (cipherParams.iv) {
  8.       jsonObj.iv = cipherParams.iv.toString();
  9.     }
  10.  
  11.     if (cipherParams.salt) {
  12.       jsonObj.s = cipherParams.salt.toString();
  13.     }
  14.  
  15.     // 转换成json字符串
  16.     return JSON.stringify(jsonObj);
  17.   },
  18.   parse: function(jsonStr) {
  19.     // 转换成json格式
  20.     var jsonObj = JSON.parse(jsonStr);
  21.  
  22.     // extract ciphertext from json object, and create cipher params object
  23.     var cipherParams = CryptoJS.lib.CipherParams.create({
  24.       ciphertext: CryptoJS.enc.Base64.parse(jsonObj.ct)
  25.     });
  26.  
  27.     // 可选提取 iv 和 salt
  28.  
  29.     if (jsonObj.iv) {
  30.       cipherParams.iv = CryptoJS.enc.Hex.parse(jsonObj.iv);
  31.     }
  32.  
  33.     if (jsonObj.s) {
  34.       cipherParams.salt = CryptoJS.enc.Hex.parse(jsonObj.s);
  35.     }
  36.  
  37.     return cipherParams;
  38.   }
  39. };
  40.  
  41. var encrypted = CryptoJS.AES.encrypt("Message", "Secret Passphrase", {
  42.   format: JsonFormatter
  43. });
  44.  
  45. encrypted
  46. > {
  47.     ct: "tZ4MsEnfbcDOwqau68aOrQ==",
  48.     iv: "8a8c8fd8fe33743d3638737ea4a00698",
  49.     s: "ba06373c8f57179c"
  50.   };
  51.  
  52. var decrypted = CryptoJS.AES.decrypt(encrypted, "Secret Passphrase", {
  53.   format: JsonFormatter
  54. });
  55.  
  56. decrypted.toString(CryptoJS.enc.Utf8)
  57. > "Message";

渐进式加密

  1. var key = CryptoJS.enc.Hex.parse("000102030405060708090a0b0c0d0e0f");
  2. var iv = CryptoJS.enc.Hex.parse("101112131415161718191a1b1c1d1e1f");
  3.  
  4. // encrypt加密
  5. var aesEncryptor = CryptoJS.algo.AES.createEncryptor(key, { iv: iv });
  6.  
  7. var ciphertextPart1 = aesEncryptor.process("Message Part 1");
  8. var ciphertextPart2 = aesEncryptor.process("Message Part 2");
  9. var ciphertextPart3 = aesEncryptor.process("Message Part 3");
  10. var ciphertextPart4 = aesEncryptor.finalize();
  11.  
  12. // decrypt解密
  13. var aesDecryptor = CryptoJS.algo.AES.createDecryptor(key, { iv: iv });
  14.  
  15. var plaintextPart1 = aesDecryptor.process(ciphertextPart1);
  16. var plaintextPart2 = aesDecryptor.process(ciphertextPart2);
  17. var plaintextPart3 = aesDecryptor.process(ciphertextPart3);
  18. var plaintextPart4 = aesDecryptor.process(ciphertextPart4);
  19. var plaintextPart5 = aesDecryptor.finalize();

可行性操作

使用OpenSSL加密拿到openSSLEncrypted：

openssl enc -aes-256-cbc -in infile -out outfile -pass pass:"Secret Passphrase" -e -base64

使用CryptoJS解密：

var decrypted = CryptoJS.AES.decrypt(openSSLEncrypted, "Secret Passphrase");

编码器

CryptoJS可以将Base64、Latin1或Hex等编码格式转换为WordArray对象，反之亦然。

  1. // Base64字符串 > WordArray对象
  2. var words = CryptoJS.enc.Base64.parse("SGVsbG8sIFdvcmxkIQ==");
  3.  
  4. ​// WordArray对象 > Base64字符串
  5. var base64 = CryptoJS.enc.Base64.stringify(words);
  6.  
  7. ​// Latin1字符串 > WordArray对象
  8. var words = CryptoJS.enc.Latin1.parse("Hello, World!");
  9.  
  10. // WordArray对象 > Latin1
  11. var latin1 = CryptoJS.enc.Latin1.stringify(words);
  12.  
  13. ​// 16进制 > WordArray对象
  14. var words = CryptoJS.enc.Hex.parse("48656c6c6f2c20576f726c6421");
  15.  
  16. ​​// WordArray对象 > 16进制
  17. var hex = CryptoJS.enc.Hex.stringify(words);
  18.  
  19. ​​// utf8 > WordArray对象
  20. var words = CryptoJS.enc.Utf8.parse("
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