Криптография в Node.js: шифрование и хеширование с crypto

Криптография в Node.js: модуль crypto для шифрования и хеширования

В современной веб-разработке безопасность данных — критически важный аспект. Node.js предоставляет встроенный модуль crypto, который реализует криптографические функции, включая симметричное и асимметричное шифрование, хеширование, а также вычисление кодов аутентификации сообщений (HMAC). В этой статье мы подробно разберём основные возможности модуля crypto с практическими примерами.

Установка и подключение

Модуль crypto является частью стандартной библиотеки Node.js, поэтому дополнительная установка не требуется. Для использования достаточно импортировать его:

const crypto = require('crypto');

Хеширование данных

Хеширование — это одностороннее преобразование данных в строку фиксированной длины. Наиболее популярный алгоритм — SHA-256. Хеши используются для проверки целостности данных и хранения паролей (в сочетании с солью).

const data = "Секретное сообщение";
const hash = crypto.createHash('sha256')
    .update(data)
    .digest('hex');

console.log(`SHA-256 хеш: ${hash}`);
// Вывод: 64-символьная строка

Для повышения безопасности паролей обязательно используйте соль (salt) и алгоритм PBKDF2 или bcrypt. Пример с PBKDF2:

const password = "user_password";
const salt = crypto.randomBytes(16).toString('hex');

crypto.pbkdf2(password, salt, 100000, 64, 'sha512', (err, derivedKey) => {
    if (err) throw err;
    console.log(`Хеш пароля: ${derivedKey.toString('hex')}`);
    console.log(`Соль: ${salt}`);
});

Симметричное шифрование (AES)

Симметричное шифрование использует один и тот же ключ для шифрования и расшифровки. Наиболее распространённый алгоритм — AES (Advanced Encryption Standard). Рассмотрим шифрование и дешифрование с использованием AES-256-CBC.

const algorithm = 'aes-256-cbc';
const key = crypto.randomBytes(32); // 256-битный ключ
const iv = crypto.randomBytes(16);  // вектор инициализации

// Шифрование
function encrypt(text) {
    const cipher = crypto.createCipheriv(algorithm, key, iv);
    let encrypted = cipher.update(text, 'utf8', 'hex');
    encrypted += cipher.final('hex');
    return { iv: iv.toString('hex'), encryptedData: encrypted };
}

// Расшифровка
function decrypt(encryptedData, ivHex) {
    const decipher = crypto.createDecipheriv(algorithm, key, Buffer.from(ivHex, 'hex'));
    let decrypted = decipher.update(encryptedData, 'hex', 'utf8');
    decrypted += decipher.final('utf8');
    return decrypted;
}

// Пример использования
const message = "Конфиденциальные данные";
const encrypted = encrypt(message);
console.log(`Зашифровано: ${encrypted.encryptedData}`);

const decrypted = decrypt(encrypted.encryptedData, encrypted.iv);
console.log(`Расшифровано: ${decrypted}`);

Важно: Никогда не используйте один и тот же IV для разных сообщений. Генерируйте новый случайный IV для каждой операции шифрования.

Асимметричное шифрование (RSA)

Асимметричное шифрование использует пару ключей: открытый (public) для шифрования и закрытый (private) для расшифровки. RSA — наиболее популярный алгоритм.

const { generateKeyPairSync, publicEncrypt, privateDecrypt } = crypto;

// Генерация ключей
const { publicKey, privateKey } = generateKeyPairSync('rsa', {
    modulusLength: 2048,
    publicKeyEncoding: { type: 'spki', format: 'pem' },
    privateKeyEncoding: { type: 'pkcs8', format: 'pem' }
});

// Шифрование открытым ключом
const dataToEncrypt = "Секретное сообщение для RSA";
const encryptedData = publicEncrypt(publicKey, Buffer.from(dataToEncrypt));
console.log(`Зашифровано RSA: ${encryptedData.toString('base64')}`);

// Расшифровка закрытым ключом
const decryptedData = privateDecrypt(privateKey, encryptedData);
console.log(`Расшифровано RSA: ${decryptedData.toString('utf8')}`);

Цифровые подписи и HMAC

HMAC (Hash-based Message Authentication Code) позволяет проверить подлинность и целостность сообщения с использованием секретного ключа.

const secret = 'my-secret-key';
const messageHmac = 'Важное сообщение';

const hmac = crypto.createHmac('sha256', secret)
    .update(messageHmac)
    .digest('hex');

console.log(`HMAC: ${hmac}`);

// Проверка подлинности
function verifyHmac(message, receivedHmac) {
    const expectedHmac = crypto.createHmac('sha256', secret)
        .update(message)
        .digest('hex');
    return crypto.timingSafeEqual(
        Buffer.from(expectedHmac, 'hex'),
        Buffer