跨平台使用 RSA 加密和解密保护数据

发布于2024-11-08

Securing Data with RSA Encryption and Decryption Across Platforms

RSA加密简介

在当今的数字环境中，保护敏感数据对于个人和组织都至关重要。 RSA (Rivest-Shamir-Adleman) 加密作为保护数据的强大解决方案脱颖而出。它是一种非对称加密算法，这意味着它使用一对密钥：用于加密的公钥和用于解密的私钥。 RSA 加密的主要好处之一是私钥永远不需要共享，这最大限度地降低了私钥被泄露的风险。

本文探讨了如何在三种流行的编程语言（JavaScript、Python 和 PHP）中使用 RSA 加密，从而更轻松地保护跨平台应用程序中的数据。

跨平台加密和解密：场景

假设您正在构建一个 Web 应用程序，其中敏感信息（如身份验证数据或个人详细信息）必须在客户端（前端）和服务器（后端）之间安全传输。例如，您可以在客户端使用 JavaScript 加密消息，然后使用 Python 或 PHP 在服务器上解密。

RSA 非常适合这种场景，因为它提供了一种语言加密和另一种语言解密的灵活性，确保了跨平台兼容性。

RSA 实现：JavaScript、Python 和 PHP

JavaScript（带有 JSEncrypt 的 Next.js）
加密：

import JSEncrypt from 'jsencrypt';

// Function to encrypt a message using a public key
const encryptWithPublicKey = (message) => {
  const encryptor = new JSEncrypt();
  const publicKey = process.env.NEXT_PUBLIC_PUBLIC_KEY.replace(/\\n/g, "\n");
  encryptor.setPublicKey(publicKey);
  const encryptedMessage = encryptor.encrypt(message);
  return encryptedMessage;
};

解密：

import JSEncrypt from 'jsencrypt';

// Function to decrypt a message using a private key
const decryptWithPrivateKey = (encryptedMessage) => {
  const decryptor = new JSEncrypt();
  const privateKey = process.env.PRIVATE_KEY.replace(/\\n/g, "\n");
  decryptor.setPrivateKey(privateKey);
  const decryptedMessage = decryptor.decrypt(encryptedMessage);
  return decryptedMessage;
};

解释：

公钥加密： JSEncrypt 库使用公钥加密消息。这保证了只有对应的私钥才能解密。
私钥解密： 使用私钥解密消息，私钥安全地存储在环境变量中。
安全考虑：通过使用RSA，我们确保客户端发送的数据是加密且安全的。

Python（使用 rsa 库）
加密：

import rsa
import base64

def encrypt_with_public_key(message: str, public_key_str: str) -> str:
    public_key = rsa.PublicKey.load_pkcs1_openssl_pem(public_key_str.encode())
    encrypted_message = rsa.encrypt(message.encode(), public_key)
    return base64.b64encode(encrypted_message).decode()

解密：

import rsa
import base64

def decrypt_with_private_key(encrypted_message: str, private_key_str: str) -> str:
    private_key = rsa.PrivateKey.load_pkcs1(private_key_str.encode())
    encrypted_bytes = base64.b64decode(encrypted_message.encode())
    decrypted_message = rsa.decrypt(encrypted_bytes, private_key)
    return decrypted_message.decode()

解释：

公钥加密： 使用公钥对消息进行加密，确保只有预期的私钥持有者才能解密它。
Base64编码：加密后，对消息进行Base64编码，以保证与文本传输的兼容性。
私钥解密：私钥用于解密Base64编码的加密消息，确保机密性。

PHP（使用 OpenSSL）
加密：

function encrypt_with_public_key($message) {
    $publicKey = getenv('PUBLIC_KEY');
    openssl_public_encrypt($message, $encrypted, $publicKey);
    return base64_encode($encrypted);
}

解密：

function decrypt_with_private_key($encryptedMessage) {
    $privateKey = getenv('PRIVATE_KEY');
    $encryptedData = base64_decode($encryptedMessage);
    openssl_private_decrypt($encryptedData, $decrypted, $privateKey);
    return $decrypted;
}

解释：

公钥加密： openssl_public_encrypt 函数使用公钥对消息进行加密，确保只有私钥才能解密。
私钥解密： openssl_private_decrypt 函数使用私钥解密消息，确保敏感信息的安全。
环境变量：公钥和私钥都安全地存储在环境变量中，增强安全性。

加密最佳实践

使用环境变量：始终将密钥存储在环境变量中，而不是将它们硬编码到应用程序中。这降低了暴露敏感信息的风险。
加密敏感数据：加密个人和敏感数据，例如密码、财务详细信息或个人身份信息 (PII)，以防止未经授权的访问。
使用 HTTPS： 确保您的应用程序通过 HTTPS 进行通信，以保护传输中的数据。
安全密钥管理：定期轮换加密密钥并确保它们安全存储。

为什么选择RSA加密？

增强数据安全性：RSA加密确保敏感数据在传输过程中保持安全，防止未经授权的访问。
非对称加密： RSA 使用公钥进行加密，使用私钥进行解密，从而确保私钥永远不需要共享。
跨平台兼容性： RSA 可以跨不同平台和编程语言无缝工作，使其成为客户端和服务器端使用不同技术的 Web 应用程序的理想选择。