當(dāng)你知道如何在應(yīng)用中針對不同的使用場景使用不同的加密算法蒸眠，你的應(yīng)用才是安全的杆融。因此，這篇文章將會介紹平常工作中比較常用的幾種加密方式蒋腮，并給出對應(yīng)的Node.js代碼藕各。

保護密碼

用戶在注冊應(yīng)用的時候難免會使用一些過于簡單的密碼，同時也傾向于在不同的站點使用相同的密碼作彤。最可怕的是用來存儲用戶密碼的數(shù)據(jù)庫可能被黑客侵入乌逐。因此，對于用戶密碼的保護是最基礎(chǔ)的防護措施绢慢。（ps: 大家可以使用這個網(wǎng)站來檢查自己的密碼是否被泄露了洛波。）

對于密碼的加密，通常使用的是哈希(hash）算法缚窿。比較常見的哈希算法有Argon2焰扳、PBKDF2够话、scrypt和bcrypt等女嘲。關(guān)于這些加密算法的介紹诞帐，大家可以參考Password Storage Cheat Sheet這篇文章。

node.js中提供了crypto模塊愕鼓，該模塊主要用于實現(xiàn)基礎(chǔ)的加解密算法慧起。接下來就來介紹一下如何使用該模塊來實現(xiàn)對于密碼的保護：

// 這里是最基礎(chǔ)的md5算法
const crypto = require('crypto');

const hash = crypto.createHash('md5'); // 最基本的md5算法

hash.update('password1'); // update用來更新數(shù)據(jù)

hash.digest('hex'); // 以string格式輸出密文
hash.digest('sha256');

對于md5算法,這里推薦使用https://hashtoolkit.com/這個網(wǎng)站進行調(diào)試。普通的md5算法對于程序員來說就是明文的磺送，因此我們一般還會對它加鹽(salt the hash)：

const crypto = require('crypto');
const password = 'ddd';
const salt = crypto.randomBytes(256).toString('hex');

// 這里使用pbkdf2算法
const hashedPwd = crypto.pbkdf2Sync(password, salt, 100000, 512, 'sha512');

console.log(hashedPwd.toString('hex'));

保護存儲數(shù)據(jù)

對稱加密算法(Symmetric Encryption)是一種使用同一密鑰進行加密和解密文本的算法估灿，這也意味著通信雙方要使用同一密鑰進行加解密缤剧。對稱加密算法對于大型數(shù)據(jù)的加密來說速度很快，因此它也主要用于存儲數(shù)據(jù)的加密汗销。比較常用的對稱加密算法有AES抵窒、Blowfish、DES和RC4等钦奋。

crypto模塊中主要利用以下方法來實現(xiàn)對稱加密:

createCipheriv: 提供對稱加密, 該方法接收三個參數(shù)疙赠，第一個是加密算法、第二個是密鑰厌衔，而第三個是初始向量(initialization vector)
update 和 final: 先更新數(shù)據(jù)捍岳，然后獲得密文

const crypto = require('crypto');
const algorithm = 'aes-256-cbc';

const password = 'Hello world';
const salt = crypto.randomBytes(32);
cnst key = crypto.scryptSync(password, salt, 32);

const iv = crypto.randomBytes(16);
const cipher = crypto.crateCipheriv(algorithm, key, iv);
let ssn = '111-000-2342';
let encrypted = cipher.update(ssn, 'utf8', 'hex');
// 獲得加密密文
encrypted += cipher.final('hex');

// 解密算法是反向操作
const decipher = crypto.createDecipheriv(algorithm, key, iv);
let decrypted = decipher.final('utf8');
console.log(decrypted)

同時用于對稱加密的密鑰也需要有合適的密碼管理策略進行處理，否則一旦密鑰被破解页徐，數(shù)據(jù)的安全性就無從保障变勇。通常我們會使用一個密鑰管理系統(tǒng)(KMS)進行管理密鑰。所有的加密密鑰都由該系統(tǒng)進行統(tǒng)一分配和管理搀绣，而用于數(shù)據(jù)加密的密鑰由一個主密鑰(master
key)進行加密链患。比較流行的KMS有https://cloud.google.com/kms/ 和 https://aws.amazon.com/kms/，當(dāng)然你可以選擇自己實現(xiàn)纲仍。

保護通信信道

存儲數(shù)據(jù)的保護使用的是對稱算法芯肤，與之相對應(yīng)的非對稱算法則主要用于保護通信信道压鉴。

const crypto = require('crypto');

// 加密方法
exports.encrypt = (data, key) => {
  // 公鑰加密
  return crypto.publicEncrypt(key, Buffer.from(data));
};

// 解密方法
exports.decrypt = (encrypted, key) => {
  // 私鑰解密
  return crypto.privateDecrypt(key, encrypted);
};

在數(shù)據(jù)傳輸過程中油吭，我們還會使用Diffie-Hellman算法進行交換密鑰：

const crypto = require('crypto');
const sally = crypto.createDiffieHellman(2048);
const sallKeys = sally.generateKeys();
const bob = crypto.createDiffieHellman(sally.getPrime(), sally.getGenerator());

const bobKey = bob.generateKeys();
const sallySecret = sally.computeSecret(bobKey);
const bobSecret = bob.computeSecret(sallyKeys);

console.log(sallySecret.toString('hex'));
console.log(bobSecret.toString('hex'));

接下來介紹一下HMAC算法的使用，這個算法主要用于身份認證和生成消息摘要：

const hmac = crypto.createHmac('sha256', 'a secret');

hmac.update('some data');

console.log(hmac.digest('hex'));

雙因子認證

雙因子認證（Two-factor authentication歌豺，也叫2FA）是一種組合使用兩種不同的驗證機制來確認用戶身份的機制心包。主要是通過手機等設(shè)備來生成token，具體到代碼實現(xiàn)層面痕惋，可以在服務(wù)端和客戶端之間生成一個臨時的代碼序列來校驗娃殖。

這里推薦使用speakeasy這個npm庫來實現(xiàn)2FA：

const express = require('express');
const app = express();
const speakeasy = require('speakeasy');
const qrcode = require('qrcode');
const bodyParser = require('body-parser');

app.use(bodyParser.urlencoded( { extended: true } ));

var router = express.Router();

var user = {
    two_factor_temp_secret: null,
    two_factor_secret: null,
    two_factor_enabled: false
};

router.get('/2fa', function(req, res){
    // 生成私鑰
    var secret = speakeasy.generateSecret();

    user.two_factor_temp_secret = secret.base32;

    qrcode.toDataURL(secret.otpauth_url, function(err, data_url){

        res.send('<img src="' + data_url + '">');
    });
});

// 認證頁面
router.get('/authenticate', function(req, res){

    res.send('<form action="/app/verify" method="post">Enter Token: <input type="text" name="token"><br><input type="submit" value="submit">');

});

//校驗用戶輸入
router.post('/verify', function(req, res){
    var userToken = req.body.token; 

    var base32secret = user.two_factor_temp_secret;

    var verified = speakeasy.totp.verify({
        secret: base32secret,
        encoding: 'base32',
        token: userToken
    });

    if(verified){
        user.two_factor_secret = user.two_factor_temp_secret;
        user.two_factor_enabled = true;

        console.log('Successfully verified');

        res.send('<p>Your token has been verified!</p>');
    } else {
        console.log('verification failed');

        res.send('<p>verification failed</p>');
    }
});

app.use('/app', router);

app.listen(3000);
console.log('App is running on port 3000');