window.crypto是 Web Crypto API 的一部分，它提供了一个接口来访问基本的加密操作，包括生成加密密钥、签名、验证签名、加密和解密数据等。这个 API 旨在为 Web 应用提供一个安全的方式来处理加密任务，而不需要依赖第三方库。
属性和方法
window.crypto 对象包含以下主要的属性和方法：
crypto.subtle：提供了一组异步的加密操作，如加密、解密、签名和验证签名等。crypto.getRandomValues()：用于生成加密安全的随机值。
1. 生成加密安全的随机值
// 生成一个 256 位的随机数组
const array = new Uint8Array(256 / 8);
window.crypto.getRandomValues(array);
console.log(array);2. 使用 crypto.subtle 进行加密和解密
// 异步生成一个加密密钥
window.crypto.subtle.generateKey(
{
name: "AES-GCM",
length: 256
},
true,
["encrypt", "decrypt"]
).then(key => {
// 使用密钥加密数据
const data = new TextEncoder().encode("Hello World");
window.crypto.subtle.encrypt(
{
name: "AES-GCM",
iv: window.crypto.getRandomValues(new Uint8Array(12))
},
key,
data
).then(encrypted => {
// 异步解密数据
window.crypto.subtle.decrypt(
{
name: "AES-GCM",
iv: new Uint8Array(12) // 需要与加密时的 IV 相同
},
key,
encrypted
).then(decrypted => {
const dec = new TextDecoder().decode(decrypted);
console.log(dec); // 输出：Hello World
});
});
});3. 使用 crypto.subtle 进行签名和验证签名
// 异步生成一个签名密钥
window.crypto.subtle.generateKey(
{
name: "RSASSA-PKCS1-v1_5",
modulusLength: 2048,
publicExponent: new Uint8Array([1, 0, 1]),
hash: {name: "SHA-256"}
},
true,
["sign", "verify"]
).then(keyPair => {
const data = new TextEncoder().encode("Hello World");
// 签名数据
window.crypto.subtle.sign(
"RSASSA-PKCS1-v1_5",
keyPair.privateKey,
data
).then(signature => {
// 验证签名
window.crypto.subtle.verify(
"RSASSA-PKCS1-v1_5",
keyPair.publicKey,
signature,
data
).then(isVerified => {
console.log(isVerified); // 输出：true
});
});
});Web Crypto API 在 Node.js 中如何使用
要在 Node.js 中使用类似于 Web Crypto API 的功能，你可以使用以下替代方案：
1. crypto 模块
Node.js 自带了一个名为 crypto 的核心模块，它提供了加密功能，包括哈希、HMAC、加密解密、签名验证等。
使用 crypto 模块进行加密和解密
const crypto = require('crypto');
// 加密
function encrypt(text) {
const cipher = crypto.createCipher('aes-256-cbc', 'secret-key');
let encrypted = cipher.update(text, 'utf8', 'hex');
encrypted += cipher.final('hex');
return encrypted;
}
// 解密
function decrypt(encrypted) {
const decipher = crypto.createDecipher('aes-256-cbc', 'secret-key');
let decrypted = decipher.update(encrypted, 'hex', 'utf8');
decrypted += decipher.final('utf8');
return decrypted;
}
const originalText = 'Hello, world!';
const encryptedText = encrypt(originalText);
const decryptedText = decrypt(encryptedText);
console.log(`Original: ${originalText}`);
console.log(`Encrypted: ${encryptedText}`);
console.log(`Decrypted: ${decryptedText}`);2. node-forge 库
node-forge 是一个纯 JavaScript 编写的库，提供了许多加密功能，包括 PKI、PSS、OAEP、SHA 系列等。
安装 node-forge
npm install node-forge使用 node-forge 进行签名和验证
const forge = require('node-forge');
// 生成密钥对
const keypair = forge.pki.rsa.generateKeyPair({bits: 1024, e: 0x10001});
// 签名
const md = forge.md.sha256.create();
md.update('Hello, world!', 'utf8');
const signature = keypair.privateKey.sign(md);
// 验证签名
const verified = keypair.publicKey.verify(md.digest().data, signature);
console.log('Signature verified:', verified);3. crypto-browserify 或 node-crypto（之前称为 crypto）
这些库提供了一个与 Web Crypto API 类似的 API，可以在 Node.js 环境中使用。
安装 crypto-browserify
npm install crypto-browserify使用 crypto-browserify 进行哈希计算
const crypto = require('crypto-browserify');
const hash = crypto.createHash('sha256');
hash.update('Hello, world!');
const result = hash.digest('hex');
console.log(result); window.crypto 的优势
优势
安全性：
- 提供了一个安全的随机数生成器，可以生成加密安全的随机值，这对于密码学应用至关重要。
标准化：
- 作为 Web 标准的一部分，
window.crypto在所有现代浏览器中都有一致的实现，这意味着开发者可以在不同的浏览器和平台上使用相同的代码。功能丰富：
- 提供了多种加密算法，包括对称加密（如 AES）和非对称加密（如 RSA、ECDSA），以及哈希函数（如 SHA-256）。
异步操作：
- 所有加密操作都是异步的，不会阻塞主线程，这对于提高网页性能和用户体验非常重要。
密钥管理：
- 允许在用户的浏览器中生成和存储加密密钥，而不需要将密钥发送到服务器。
集成性：
- 与 Web 应用的其他部分（如 IndexedDB、Service Workers）集成良好，可以用于实现安全的数据存储和通信。
劣势
浏览器限制：
- 只能在浏览器环境中使用，不适用于 Node.js 或其他非浏览器环境。
复杂性：
- 对于复杂的加密操作，API 可能显得复杂和难以理解，尤其是对于初学者。
性能问题：
- 某些加密操作可能比较耗时，尤其是在性能较差的设备上。
错误处理：
- 错误处理依赖于 Promise，可能不如传统的回调方式直观。
兼容性：
- 尽管大多数现代浏览器都支持
window.crypto，但一些非常旧的浏览器可能不支持，这可能需要 polyfills 或降级方案。
window.crypto在日常开发中的使用场景包括但不限于：
安全通信：
- 使用 Web Crypto API 加密和解密数据，以保护用户数据的隐私和完整性。
身份验证：
- 生成和验证数字签名，用于用户身份验证或确保数据的来源。
密钥交换：
- 使用非对称加密算法安全地交换密钥，为对称加密通信提供基础。
随机数生成：
- 生成加密安全的随机数，用于密码学应用，如生成安全的密码或密钥。
本地数据存储：
- 存储加密的数据，如用户凭据或敏感信息，以防止未经授权的访问。
WebAssembly 集成：
- 与 WebAssembly 集成，为高性能的加密操作提供支持。
区块链和加密货币：
- 实现区块链技术中的加密算法，处理加密货币交易。
END.
