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  • Nodejs进阶:使用DiffieHellman密钥交换算法

    简介

    Diffie-Hellman(简称DH)是密钥交换算法之一,它的作用是保证通信双方在非安全的信道中安全地交换密钥。目前DH最重要的应用场景之一,就是在HTTPS的握手阶段,客户端、服务端利用DH算法交换对称密钥。

    下面会先简单介绍DH的数理基础,然后举例说明如何在nodejs中使用DH相关的API。

    数论基础

    要理解DH算法,需要掌握一定的数论基础。感兴趣的可以进一步研究推导过程,或者直接记住下面结论,然后进入下一节。

    1. 假设 Y = a^X mod p,已知X的情况下,很容易算出Y;已知道Y的情况下,很难算出X;
    2. (a^Xa mod p)^Xb mod p = a^(Xa * Xb) mod p

    握手步骤说明

    假设客户端、服务端挑选两个素数a、p(都公开),然后

    • 客户端:选择自然数Xa,Ya = a^Xa mod p,并将Ya发送给服务端;
    • 服务端:选择自然数Xb,Yb = a^Xb mod p,并将Yb发送给客户端;
    • 客户端:计算 Ka = Yb^Xa mod p
    • 服务端:计算 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,尽管客户端、服务端彼此不知道对方的Xa、Xb,但算出了相等的secret。

    Nodejs代码示例

    结合前面小结的介绍来看下面代码,其中,要点之一就是client、server采用相同的素数a、p。

    var crypto = require('crypto');
    
    var primeLength = 1024; // 素数p的长度
    var generator = 5; // 素数a
    
    // 创建客户端的DH实例
    var client = crypto.createDiffieHellman(primeLength, generator);
    // 产生公、私钥对,Ya = a^Xa mod p
    var clientKey = client.generateKeys();
    
    // 创建服务端的DH实例,采用跟客户端相同的素数a、p
    var server = crypto.createDiffieHellman(client.getPrime(), client.getGenerator());
    // 产生公、私钥对,Yb = a^Xb mod p
    var serverKey = server.generateKeys();
    
    // 计算 Ka = Yb^Xa mod p
    var clientSecret = client.computeSecret(server.getPublicKey());
    // 计算 Kb = Ya^Xb mod p
    var serverSecret = server.computeSecret(client.getPublicKey());
    
    // 由于素数p是动态生成的,所以每次打印都不一样
    // 但是 clientSecret === serverSecret
    console.log(clientSecret.toString('hex'));
    console.log(serverSecret.toString('hex'));
    

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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/chyingp/p/7451499.html
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