Node.js如何使用Diffie-Hellman密鑰交換算法詳解

更新時(shí)間：2017年09月05日 11:47:43 作者：程序猿小卡_casper

Deffie-Hellman(簡(jiǎn)稱 DH) 密鑰交換是最早的密鑰交換算法之一，它使得通信的雙方能在非安全的信道中安全的交換密鑰，用于加密后續(xù)的通信消息。下面這篇文章主要給大家介紹了關(guān)于Node.js如何使用DiffieHellman密鑰交換算法的相關(guān)資料，需要的朋友可以參考下。

簡(jiǎn)介

Diffie-Hellman（簡(jiǎn)稱DH）是密鑰交換算法之一，它的作用是保證通信雙方在非安全的信道中安全地交換密鑰。目前DH最重要的應(yīng)用場(chǎng)景之一，就是在HTTPS的握手階段，客戶端、服務(wù)端利用DH算法交換對(duì)稱密鑰。

下面會(huì)先簡(jiǎn)單介紹DH的數(shù)理基礎(chǔ)，然后舉例說(shuō)明如何在nodejs中使用DH相關(guān)的API。下面話不多說(shuō)了，來(lái)一起看看詳細(xì)的介紹吧。

數(shù)論基礎(chǔ)

要理解DH算法，需要掌握一定的數(shù)論基礎(chǔ)。感興趣的可以進(jìn)一步研究推導(dǎo)過(guò)程，或者直接記住下面結(jié)論，然后進(jìn)入下一節(jié)。

假設(shè) Y = a^X mod p，已知X的情況下，很容易算出Y；已知道Y的情況下，很難算出X；
(a^Xa mod p)^Xb mod p = a^(Xa * Xb) mod p

握手步驟說(shuō)明

假設(shè)客戶端、服務(wù)端挑選兩個(gè)素?cái)?shù)a、p（都公開），然后

客戶端：選擇自然數(shù)Xa，Ya = a^Xa mod p，并將Ya發(fā)送給服務(wù)端；
服務(wù)端：選擇自然數(shù)Xb，Yb = a^Xb mod p，并將Yb發(fā)送給客戶端；
客戶端：計(jì)算 Ka = Yb^Xa mod p
服務(wù)端：計(jì)算 Kb = Ya^Xb mod p

Ka = Yb^Xa mod p

= (a^Xb mod p)^Xa mod p 
= a^(Xb * Xa) mod p
= (a^Xa mod p)^Xb mod p
= Ya^Xb mod p
= Kb

可以看到，盡管客戶端、服務(wù)端彼此不知道對(duì)方的Xa、Xb，但算出了相等的secret。

Nodejs代碼示例

結(jié)合前面小結(jié)的介紹來(lái)看下面代碼，其中，要點(diǎn)之一就是client、server采用相同的素?cái)?shù)a、p。

var crypto = require('crypto');

var primeLength = 1024; // 素?cái)?shù)p的長(zhǎng)度
var generator = 5; // 素?cái)?shù)a

// 創(chuàng)建客戶端的DH實(shí)例
var client = crypto.createDiffieHellman(primeLength, generator);
// 產(chǎn)生公、私鑰對(duì)，Ya = a^Xa mod p
var clientKey = client.generateKeys();

// 創(chuàng)建服務(wù)端的DH實(shí)例，采用跟客戶端相同的素?cái)?shù)a、p
var server = crypto.createDiffieHellman(client.getPrime(), client.getGenerator());
// 產(chǎn)生公、私鑰對(duì)，Yb = a^Xb mod p
var serverKey = server.generateKeys();

// 計(jì)算 Ka = Yb^Xa mod p
var clientSecret = client.computeSecret(server.getPublicKey());
// 計(jì)算 Kb = Ya^Xb mod p
var serverSecret = server.computeSecret(client.getPublicKey());

// 由于素?cái)?shù)p是動(dòng)態(tài)生成的，所以每次打印都不一樣
// 但是 clientSecret === serverSecret
console.log(clientSecret.toString('hex'));
console.log(serverSecret.toString('hex'));

總結(jié)

以上就是這篇文章的全部?jī)?nèi)容了，希望本文的內(nèi)容對(duì)大家的學(xué)習(xí)或者工作能帶來(lái)一定的幫助，如果有疑問(wèn)大家可以留言交流，謝謝大家對(duì)腳本之家的支持。

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