前端数据加密（Base64、MD5、AES、RSA）_前端加密

以前端的角度来梳理一些常见的数据加密方式。

一、前端加密有意义吗

正反派都有。

1、无意义论

​ 说无意义的，无非是说，对于后端而言，前端无论是直接发送明文密码还是使用md5等加密的密文密码，从数据层面来讲，都是『明文』，只要被劫持，就算是密文，也并不需要去破解，直接伪造请求，照样发送就好了。

​ 再加上，因为前端代码是运行在用户本地，代码都能扒下来，什么加密算法都是用户可见的，混淆，散列，加密无非是增大这种可见的难度，并没有从根本上解决问题。

2、有意义论

​ 说有意义的呢，更多说的是保护用户隐私，不至于明文在网络上传输，不在后台日志明文记录，增加破解难度和复杂度，防君子不防小人等等，毕竟会破解的大牛还是少数，甚至大多数普通程序员对破解也只是略知一二。

​ 总的来说，它的主要意义是增加破解难度和门槛。

二、转码（Base64）

Base64就是一种用64个Ascii字符来表示任意二进制数据的方法。主要用于将不可打印的字符转换成可打印字符，或者简单的说将二进制数据编码成Ascii字符。Base64是网络上最常用的传输8bit字节数据的编码方式之一。

1、原理

​ 首先，需要准备一个包含64个字符的表格（如下表），0～63分别对应了唯一一个字符，比如18对应的是S。

​ 然后，对二进制数据进行处理，每3个字节一组，每个字节用二进制表示，一共 3 x 8 = 24bit，将这24bit划分为4组，每组正好6个bit，6bit的数据从二进制转为十进制（前面补两个0），这样4组就能得到4个数字，而这4个数字刚好可以就是0～63的范围，然后查表获得相应的4个字符，就得到了编码后的字符串。

下表将整个处理的过程描述的很清楚。

Man => TWFu // 原始数据Man => base64转码后为TWFu
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​ 所以，Base64编码会把3字节的二进制数据编码为4字节的文本数据，长度增加为原来的4/3。如果要编码的二进制数据不是3的倍数，最后会剩下1个或2个字节怎么办？此时，需在原数据后面添加1个或2个零值字节，使其字节数是3的倍数。然后，在编码后的字符串后面添加1个或2个等号“=”，表示所添加的零值字节数。解码的时候，会自动去掉。

2、示例

hello  ==> aGVsbG8=
helloo ==> aGVsbG9v
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3、应用

• http环境下，将一些较长的标识信息或二进制数据转化为适合传输的字符串编码

• 一些较小的图标图片使用base64格式，减少网络请求次数，降低服务器压力

二、散列（MD5）

一种被广泛使用的密码散列函数，可以产生出一个128位（16字节）的散列值（hash value），用于确保信息传输完整一致。特点是加密后的结果长度一致且不可逆。

1、原理

漫画趣解MD5算法：https://blog.csdn.net/qq_27061049/article/details/115368792

2、示例

hello  ==> 5d41402abc4b2a76b9719d911017c592
helloo ==> b373870b9139bbade83396a49b1afc9a
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3、应用

• 密码存储，将用户明文密码用md5加密后再存储于数据库中，防止泄露后被人用作密码撞库。
• 签名校验，将数据经过本地md5加密生成签名，与服务器端md5加密后的签名进行比对，来判断数据是否合法安全。

4、安全性

由于同一字符串在md5加密后的结果是固定的，比如123456在md5加密后始终是e10adc3949ba59abbe56e057f20f883e，所以通过比对加密后的结果就能反向判断密码，理论上是可以通过遍历来暴力破解的。

在线解密网站：https://www.cmd5.com/

防范建议：

• 密码要足够长足够复杂，例如最少8位，包含字母和数字
• 使用md5多次加密
• 加盐处理
• 换用SHA-256

三、对称加密（AES）

密码学中的高级加密标准（AES），这个标准用来替代原先的DES，已经被多方分析且广为全世界所使用，是目前最常用的对称加密算法。

对称加密：加密密钥和解密密钥相同。

非对称加密：加密密钥和解密密钥不相同。

前面介绍的base64和md5严格上来说不算是加密方式，aes和rsa才算是真正意义上的加密算法。

1、原理

漫画趣解AES算法：https://www.sohu.com/a/201169795_466846

2、示例

在线工具：https://the-x.cn/cryptography/Aes.aspx

明文：hello  
密钥：123456
加密结果：MA3sBXfpbtc8MoGlBavWdQ==
    
明文：helloo  
密钥：123456
加密结果：B89iPX6VHiP3zfLOaKB/8w==
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3、应用

• 任何需要加密的场景，例如wifi协议、https协议等

四、非对称加密（RSA）

RSA是最常用的非对称加密算法，使用不同的加密密钥与解密密钥。RSA是被研究得最广泛的公钥算法，经历了各种攻击的考验，普遍认为是目前最优秀的公钥方案之一。

AES的加解密使用同一密钥，一旦密钥被截获，密文将不再安全；而RSA使用公钥加密、私钥解密，即使知道公钥也无法解密，所以相对于AES来说，RSA方式安全性更高。

RSA的公钥和私钥也是由算法生成，一一对应的。

1、原理

运用了一些数学运算，欧拉函数、欧拉定理、模反元素、迪菲赫尔曼密钥交换等。

2、示例

在线工具：http://www.toolzl.com/tools/testrsa.html

// 公钥（1024bit）
-----BEGIN PUBLIC KEY-----
MIGfMA0GCSqGSIb3DQEBAQUAA4GNADCBiQKBgQDdIYAppMq+aNi8Fpcwit3Pdpit
Ml/QlZPG8L0485wkpDcL3+2Z1XOTAAGk61T+icZCJaGchc3Txy9NMAOR/8OJI/Xd
av5sJxS0Vt5Lsxhto52efvRbp6CnvFXkXN+veCilAkD8BVIO9RyyXOakex2xdg87
n8BlPPrvmQCsZdaEOwIDAQAB
-----END PUBLIC KEY-----
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// 私钥（1024bit）
-----BEGIN PRIVATE KEY-----
MIICeAIBADANBgkqhkiG9w0BAQEFAASCAmIwggJeAgEAAoGBAN0hgCmkyr5o2LwW
lzCK3c92mK0yX9CVk8bwvTjznCSkNwvf7ZnVc5MAAaTrVP6JxkIloZyFzdPHL00w
A5H/w4kj9d1q/mwnFLRW3kuzGG2jnZ5+9FunoKe8VeRc3694KKUCQPwFUg71HLJc
5qR7HbF2DzufwGU8+u+ZAKxl1oQ7AgMBAAECgYEAyDN6WzmNLRKzlqZFP3eaFihj
VfsTcD7byfNO/W7g4POjuqaD8RClUGNjGbLOAp0t19lGFfW2QZRGKPXdZaNPnPyM
9+p5p1/hoBrTN0RlyTaqJZ9VaaCD0BRulK+egPQrtdrtwUqQ64rsgmpgrtz3uG7K
R2B3+G3wPiK+A0/34xECQQD6DCg4g2AXaPZXfh4pZbluRd5uzS1W1GDH11lcH/+Q
Rzg8rmN/r7Wzg9Py7vgnFcowY86X9KKvG9RWnP3szsf1AkEA4mUekdn8PMeSNiOV
dcKgV5pmelRx83Ekew3MetQRDt9n0xQyDvlqfUAAGSJAo2zDWwYMVFApSMINSw1o
StDtbwJATfOiSlPyjfnD6my/3GoBD/aqLGK8grg837AsBINZOdJqHsjC7hiKDcfI
OJD1PcIWQVWsH0U9vldvr/zLUJr6TQJBAMXXJhLBEssuf9gt2nORRDup4vnuB7J8
4iti0JlZ7xo3IuzzjhdF4MhZgHx2UVQ/PKyzqVyYvKsnYSSAL+6Ji6MCQQCMb+pY
wsSMfmDPmzusHmO8D4TzOCnXjY6B9NfDomv/CqQzAmaX7JDAbw/txBHBNpoOng9V
VH3/ysHjFGhpPWAk
-----END PRIVATE KEY-----
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//字符串 hello 的加密结果
CbBo+GLaswTi//dQKRQFeBel2woLpuzXtZ5syKlnWzCEIpL0uIg15Hk/D3PbObvkkAdqjHEABOgD4y+HvmW/1ssSj/WFIZhB6J60sbUMd32jPIo3rSYLiP7JvcAjwGbTMHFWITpTiL80stuQ7GKljKbfBUaMF7TJ2ldsTChtOlI=
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3、应用

• 任何需要加密的场景，例如：git配置ssh、接口数据加密

4、接口数据加密

客户端存放公钥，服务端存放私钥，客户端请求数据用公钥加密，服务端接收后用私钥解密；

如果对接口返回的数据也需要加密，这时就需要服务端用私钥加密，客户端用公钥解密。

5、长内容加解密

rsa加密有长度限制，具体取决于密钥长度。

maxLen = (keyLen >> 3) - 11

超出长度，分段加解密。

6、推荐文章

• 前端接口RSA加密（h5+小程序，支持超长内容、中文字符）:
  https://blog.csdn.net/u010059669/article/details/109067975

五、综合运用

• 没有哪种加密方式是万能的，合理的运用这些技术才能更好地服务于生产和实践中。

• 从前端的角度来说，更多的应用场景是对接口数据进行加密，接口数据加密的目的就是防止传输的数据被篡改。

• 结合AES和RSA混合加密：

  相对于AES来说，RSA虽然安全性更高，但加解密速度较慢，不适合数据量大的场景，更好的方式是两者结合起来。

  一种结合的方式：数据加解密使用AES，而对AES的密钥进行RSA加密。

  

  • 1、服务端生成一对RSA公钥和私钥，私钥保存在服务端，公钥给到客户端。
  • 2、客户端随机生成一个AES密钥，先对数据进行AES加密处理，然后对AES密钥用RSA公钥加密生成密钥密文，一起传给服务端。
  • 3、服务端对接收到的密钥密文用RSA私钥解密得到AES密钥，然后解密数据即可。

  这样整个接口数据传输的过程中都是加密数据，且AES秘钥是每次都随机生成的，即使被抓包或拦截也能保证数据的安全，不会被恶意篡改。

  另外，RSA和AES的加密过程都是在二进制数据格式下进行的，一般在加密完成后都会将其转为Base64格式，以字符串的形式展示和传输，所以其实这里也运用到了Base64技术。