RSA加密、解密，RSA数字签名和签名验证在真实项目中的应用

傷城~ 2024-04-17 21:39 71阅读 0赞

**RSA是什么**

百度百科的解释为：RSA加密算法是一种[非对称加密算法][Link 1]。在[公开密钥加密][Link 2]和[电子商业][Link 3]中RSA被广泛使用。RSA是1977年由[罗纳德·李维斯特][Link 4]（Ron Rivest）、[阿迪·萨莫尔][Link 5]（Adi Shamir）和[伦纳德·阿德曼][Link 6]（Leonard Adleman）一起提出的。当时他们三人都在[麻省理工学院][Link 7]工作。RSA就是他们三人姓氏开头字母拼在一起组成的。

简单点说则是加密和解密使用的是不同的秘钥，对称加密则是加密和解密都是使用相同的秘钥。本文只介绍RSA加密常规的使用方法，不涉及到加密原理及其底层实现。

**RSA生成公钥/私钥对**

公钥和私钥一般是成对出现，就好像是一夫一妻制，一个男人只能有一个妻子，当然找小三除外。这就是一个约定，如果不按照约定来，加密和解密工作则不能顺利完成。使用rsa时首先需要生成公钥和私钥，JS代码如下：

/\*\*  
\* 生成公钥私钥对  
\*/  
function generateKeyPair () \{  
let key = new NodeRSA(\{b: '512'\}); //可以更改为1024  
key.setOptions(\{encryptionScheme: 'pkcs1'\});// 指定加密格式  
let public\_key = key.exportKey('pkcs8-public');  
let private\_key = key.exportKey('pkcs8-private');

console.log('公钥:\\n', public\_key);  
console.log('私钥:\\n', private\_key);

return \{  
public\_key: public\_key,  
private\_key: private\_key  
\}

\};

把512修改为1024后，生成的秘钥长度会有明显的变化，可以自己去设置不同的值看看结果。生成的秘钥非常长，并且含有换行符，如果想去掉换行符后直接保存在数据库中，则可以使用下面的代码：  
private\_key = private\_key.trim().split('\\n').reduce((str, currentValue) => str + currentValue);  
public\_key = public\_key.trim().split('\\n').reduce((str, currentValue) => str + currentValue);

**RSA公钥加密/私钥解密**

这种应用方式的使用场景为项目中用户登录、重置密码、修改密码时使用，加载登录页面时，将公钥传递到登录页面，用一个隐藏标签保存公钥的值，然后在登录时，密码使用rsa加密传输。前端加密还需要一个加密文件jsencrypt.min.js，github上面有，或者去网上找一搜一大堆。在后端使用私钥解密，可以拿到用户登录时的明文密码，如果需要MD5加密后在进行密码校验，则完全可以放在后端进行。

前端公钥加密代码为:

let encrypt = new JSEncrypt();  
encrypt.setPublicKey($('\#public\_key').val());  
password = encrypt.encrypt(password);

后端私钥解密代码为：

/\*\*  
\* 解密数据  
\* @param 加密后字符串  
\* @param 私钥  
\* @return \{Buffer|Object|string\}  
\*/  
function decrypt (encryptData, private\_key) \{  
private\_key = private\_key || config.password\_cfg.rsa\_private\_key;  
if (!private\_key) throw "私钥不能为空";

let prikey = new NodeRSA(private\_key);  
prikey.setOptions(\{encryptionScheme: 'pkcs1'\});  
return prikey.decrypt(encryptData, "utf-8");  
\};

**RSA私钥加密/公钥解密**

据我了解RSA加密的常规用法是公钥加密，私钥解密。可是特殊场景则不能生搬硬套，需要灵活应对。自己在做一个接口项目的开发工作时，也使用到RSA加密，这里使用的则是私钥加密，然后使用公钥解密。因为这个加密工作是和签名和验证签名一起进行的，签名只能使用私钥，安全性非常有保障。

私钥加密代码:

/**
     * rsa 私钥加密数据
     * @param data 要加密的数据
     * @param private_key 私钥数据，如果为空，取配置文件的公钥数据
     * @return {string}
     */

公钥解密代码:

/\*\*  
\* rsa 公钥解密数据  
\* @param data 要解密的数据  
\* @param public\_key 公钥  
\* @return \{string\}  
\*/

const pkcsType = 'pkcs8';  
rsa\_utils.decryptAPI = function (data, public\_key) \{  
if (!data)\{  
throw new Error("数据不能为空");  
\}

if (!public\_key)\{  
throw new Error("公钥不能为空");  
\}  
let key = new NodeRSA(\{ b: '512'\});  
key.importKey(public\_key, pkcsType+'-public-pem');  
return key.decryptPublic(data, UTF8);  
\};

**RSA私钥签名/公钥验证签名**

签名和验证签名主要作用是确保数据在传输过程中不被串改，从而保证数据的安全性。这和人的签名有些类似，比如用支票去取钱时需要有钱人的签名，不然不让你取。

私钥签名代码：

/**
     * 数据签名
     * @param encryptData
     * @param public_key
     * @return {Buffer|Object|string}
     */
    rsa_utils.sign = function (data, public_key) {
        if (!data){
            throw new Error("数据不能为空");
        }
    
        if (!public_key){
            throw new Error("公钥不能为空");
        }
    
        let key = new NodeRSA({ b: pkcsSize });
        key.importKey(public_key, pkcsType+'-private-pem');
        return key.sign(Buffer.from(data), BASE64).toString(BASE64);
    };

公钥验证签名代码:

/\*\*  
\* 验证签名  
\* @param data  
\* @param private\_key  
\* @return \{Buffer|Object|string\}  
\*/

const pkcsType = 'pkcs8';  
rsa\_utils.validate = function (data, sign, public\_key) \{  
if (!data)\{  
throw new Error("数据不能为空");  
\}

if (!sign)\{  
throw new Error("签名不能为空");  
\}

if (!public\_key)\{  
throw new Error("公钥不能为空");  
\}

let publicKey = new NodeRSA(\{ b: pkcsSize \});  
publicKey.importKey(public\_key, pkcsType+'-public-pem');  
return publicKey.verify(Buffer.from(data), sign, 'UTF-8', 'base64');  
\};

**注意事项**

加密后的字符串或者是签名后的字符串中可能会含有加号，如果是将参数拼接在URL中进行传输时，需要特别注意。因为在解析时可能会将字符串中的加号解析为空格，这样的话解密就会出错。还有在使用过程中配置的参数一定要一致，如UTF-8和Base64这些参数，细节如果不注意，加密和解密就会出问题。

如果有写得不对的地方，还请各位多多指点，留下各位宝贵的意见，欢迎在下面留言交流。

[Link 1]: https://baike.baidu.com/item/%E9%9D%9E%E5%AF%B9%E7%A7%B0%E5%8A%A0%E5%AF%86%E7%AE%97%E6%B3%95/1208652
[Link 2]: https://baike.baidu.com/item/%E5%85%AC%E5%BC%80%E5%AF%86%E9%92%A5%E5%8A%A0%E5%AF%86/8090774
[Link 3]: https://baike.baidu.com/item/%E7%94%B5%E5%AD%90%E5%95%86%E4%B8%9A/10778454
[Link 4]: https://baike.baidu.com/item/%E7%BD%97%E7%BA%B3%E5%BE%B7%C2%B7%E6%9D%8E%E7%BB%B4%E6%96%AF%E7%89%B9/700199
[Link 5]: https://baike.baidu.com/item/%E9%98%BF%E8%BF%AA%C2%B7%E8%90%A8%E8%8E%AB%E5%B0%94
[Link 6]: https://baike.baidu.com/item/%E4%BC%A6%E7%BA%B3%E5%BE%B7%C2%B7%E9%98%BF%E5%BE%B7%E6%9B%BC/12575612
[Link 7]: https://baike.baidu.com/item/%E9%BA%BB%E7%9C%81%E7%90%86%E5%B7%A5%E5%AD%A6%E9%99%A2/117999