TypeScript 中的密码学：加密与哈希

TypeScript 中的密码学：加密与哈希

现代 Web 开发离不开数据安全保障。TypeScript 作为 JavaScript 的强类型超集，为开发者提供了实现密码学算法的强大工具。本文将介绍 TypeScript 生态系统中可用的主要加密和哈希方法，并展示如何在实际中应用它们。

为什么密码学在 TypeScript 中很重要？

TypeScript 广泛用于前端和后端（通过 Node.js）。在这两种情况下，都需要保护敏感数据：用户密码、身份验证令牌、消息内容。如果没有适当的密码学保护，数据可能会被截获或泄露。

TypeScript 中的密码学解决三个主要问题：

• 机密性 — 加密数据，防止未经授权的人员读取。
• 完整性 — 确保数据在传输过程中未被篡改。
• 身份验证 — 验证数据来源的真实性。

TypeScript 的主要密码学库

在 TypeScript 中，既可以使用浏览器内置 API，也可以使用第三方库。以下是最流行的选项：

1. Web Crypto API（浏览器内置）

标准 API，适用于现代浏览器和 Node.js（15 版本及以上）。无需安装额外包。支持 AES、RSA、SHA 等。

2. crypto（Node.js 库）

Node.js 内置模块，提供广泛的密码学函数。对于 TypeScript，需要安装类型定义：npm install @types/node。

3. bcrypt / bcryptjs

专门用于密码哈希的库。由于内置加盐保护，推荐用于存储用户密码。

4. tweetnacl / nacl

用于公钥加密的库（NaCl）。性能高且易于使用。

TypeScript 中的数据加密

我们将介绍两种主要加密类型：对称加密（单密钥）和非对称加密（密钥对）。

使用 AES-GCM 进行对称加密

AES（高级加密标准）在 GCM 模式下既提供加密，也提供数据完整性验证。以下是使用 Web Crypto API 的 TypeScript 实现示例：

// AES-GCM 加密函数async function encryptAESGCM(  plaintext: string,  password: string): Promise<{ iv: Uint8Array; ciphertext: Uint8Array }> {  const encoder = new TextEncoder();  const keyMaterial = await crypto.subtle.importKey(    'raw',    encoder.encode(password),    'PBKDF2',    false,    ['deriveBits', 'deriveKey']  );

  const key = await crypto.subtle.deriveKey(    {      name: 'PBKDF2',      salt: encoder.encode('my-salt'),      iterations: 100000,      hash: 'SHA-256',    },    keyMaterial,    { name: 'AES-GCM', length: 256 },    false,    ['encrypt']  );

  const iv = crypto.getRandomValues(new Uint8Array(12));  const encrypted = await crypto.subtle.encrypt(    { name: 'AES-GCM', iv },    key,    encoder.encode(plaintext)  );

  return {    iv,    ciphertext: new Uint8Array(encrypted),  };}

// 使用示例const { iv, ciphertext } = await encryptAESGCM('秘密消息', '我的密码');console.log('加密数据:', ciphertext);

使用 RSA-OAEP 进行非对称加密

RSA 使用密钥对：公钥用于加密，私钥用于解密。以下是密钥生成和加密示例：

// 生成 RSA 密钥对async function generateRSAKeyPair(): Promise<CryptoKeyPair> {  return await crypto.subtle.generateKey(    {      name: