jsencrypt代码分析——openssl的rsa加密解密在js的实现

在js上做rsa，感觉jsencrypt这个是封装的比较好的，但用起来还是遇到了些坑，所以踩进代码里填填坑～

项目在这里 https://github.com/travist/jsencrypt

【rsa算法】

首先科普一下rsa：公钥私钥成对，用其中一个加密只能用另一个解密，常用公钥加密私钥解密。

一开始看到斯坦佛那个库，原始的算法实现：

长度，建议至少1024。模数n（常取默认65537）两边都要用。

指数e，和n一起就是公钥。指数d，和n一起就是私钥。质数p和q用于生成密钥对，然后就丢弃不公开。

具体算法网上一大把，就不多说了。

【ssl/ssh密钥对】

用服务器上的工具生成的密钥对，格式一般是如下，有开始行结束行，内容用base64转码。这里涉及一些国际编码规范，代码分析时在逐一解释。

-----BEGIN PUBLIC KEY-----
MFwwDQYJKoZIhvcNAQEBBQADSwAwSAJBAIA4OVgB4FRq4l5zjEmd4r/jswRcHlZQ
kg10p9rzG3VyXCPpa/ZkwOYy+kGq7a7BjAKTpic2cUNRim4m8HKTdc8CAwEAAQ==
-----END PUBLIC KEY-----

【代码分析】

加载公钥：setPublicKey->setKey->JSEncryptRSAKey->parseKey

RSAKey.prototype.parseKey = function (pem) {...}

注释写得非常好！

/**
...省略...
 *This method accepts public key
 * in the rsaencryption pkcs #1 format (oid: 1.2.840.113549.1.1.1).
 * The format is defined as:
 * PublicKeyInfo ::= SEQUENCE {
 *   algorithm       AlgorithmIdentifier,
 *   PublicKey       BIT STRING
 * }
 * Where AlgorithmIdentifier is:
 * AlgorithmIdentifier ::= SEQUENCE {
 *   algorithm       OBJECT IDENTIFIER,     the OID of the enc algorithm
 *   parameters      ANY DEFINED BY algorithm OPTIONAL (NULL for PKCS #1)
 * }
 * and PublicKey is a SEQUENCE encapsulated in a BIT STRING
 * RSAPublicKey ::= SEQUENCE {
 *   modulus           INTEGER,  -- n
 *   publicExponent    INTEGER   -- e
 * }
 */

代码如下：

RSAKey.prototype.parseKey = function (pem) {
  try {
...
    var der = reHex.test(pem) ? Hex.decode(pem) : Base64.unarmor(pem);
    var asn1 = ASN1.decode(der);
...
    if (asn1.sub.length === 9) {
      // Parse the private key.
    }
    else if (asn1.sub.length === 2) {
      // Parse the public key.
      var bit_string = asn1.sub[1];
      var sequence = bit_string.sub[0];
      modulus = sequence.sub[0].getHexStringValue();
      this.n = parseBigInt(modulus, 16);
      public_exponent = sequence.sub[1].getHexStringValue();
      this.e = parseInt(public_exponent, 16);
    }
    else {
      return false;
    }
    return true;
  }
  catch (ex) {
    return false;
  }
};

这里需要了解一下各种编码格式。hex和base64就不解释了。

ASN.1抽象语法标记，我的理解就是对数据进行结构化解析的规范：一个标准的ASN.1编码对象有四个域：对象标识域、数据长度域、数据域以及结束标志(可选，在长度不可知情况下需要，openssl中没有该标志)。

DER则是具体的编码实现。 http://baike.baidu.com/view/100318.htm#4

PKCS#1则是RSA中最基础的算法定义和密钥规定，讲人话就是定义了：公钥是元组(n,e)，算法是n=q*p等一系列公式。https://en.wikipedia.org/wiki/PKCS1

这段代码两处亮点，一个是else if (asn1.sub.length === 2)判断公钥（没深究，反正靠子节点数判断）；
两一个是var bit_string = asn1.sub[1];即前面有一段asn1.sub[0]是算法标识。

这里本身没有坑，但是生成公钥时如果命令不对应是会踩坑的（有一种命令是生成无算法标记的公钥）～～～

加密：encrypt->RSAEncrypt->pkcs1pad2 | doPublic->RSADoPublic

pkcs1pad2是做补位处理：

入参 var m = pkcs1pad2(text,(this.n.bitLength()+7)>>3); 是(模位数+7)/8得到模的字节长度？

然后是一系列的移位操作，此处的作用是填入随机位使得每次加密的密文都不一样。http://blog.chinaunix.net/uid-21880738-id-1813144.html

RSADoPublic最终执行加密算法x^e (mod n)

至此，主要的算法、规范和坑基本上覆盖了，私钥和解密坑比较少，就不多说了。

最后，附送一个千年大坑，跨语言跨类库的时候不小心可能会遇到的 http://blog.chinaunix.net/uid-23069658-id-4282969.html

于这个js类库而言，-pubout出来的是可用的，而-RSAPublicKey_out出来的是不可用的。

与此对应，服务器openssl的类库中PEM_read_RSA_PUBKEY()读入是对应的，而PEM_read_RSAPublicKEY()读入是不对应的。