node 后端和浏览器前端，有关 RSA 非对称加密的完整实践，前后端匹配的代码演示

前言

前天，写了一篇文章《我设计的一个安全的 web 系统用户密码管理流程》,里面提到了有关非对称加密 RSA 的一些事情。思想归思想，实践要重于理论，所以我想趁周末，来完成这个时间。

结果发现现实比理想要困难许多，这事儿折腾了我昨儿一天，今天，终于完成了。

主要困难点有如下：

之前我们的 RSA 一般使用 pkcs1 格式。但是在最新的 NODE v22 版本中，这种格式被认为是不安全的，所以要改。(或许之前的版本就更新了，这里我没去查升级日志，只确定 v22+ 肯定是不行)
之前我们前端代码中经常使用的 JSEncrypt 库已经好几年不更新了，对最新的规范支持不完整。
我一直使用的 1024 的秘钥，结果这里也出现了问题。

也就是说，我之前代码跑得好好的，经过这么一升级，代码烂了！！！

中间我踩过的坑太多了，字字泣血，这里只展示最终成果吧。

生成秘钥

bash 复制代码

# 生成私钥
openssl genrsa -out src/config/key/rsa_private_key.pem 2048
# 生成公钥
openssl rsa -in src/config/key/rsa_private_key.pem -pubout -out src/config/key/rsa_public_key.pem

NODE 后端

在后端时间库的选择上，我一开始选择的是 node-rsa 库，但是在不断的调整中，最后选择了 node-forge 库。

但，我并不确定 node-rsa 库是有问题的，因为最终我发现我的问题并不是后端的问题，而是我前端的问题。以下代码是可用的，如果我等下还有心情，我再尝试一下 node-rsa。

js 复制代码

import { readFile } from 'node:fs/promises'
import { RSA_KEY } from '@/config'
import * as forge from 'node-forge'

const { RSA_PRIVATE_KEY_PATH, RSA_PUBLIC_KEY_PATH } = RSA_KEY

// 公钥加密方法
export const encrypt = (str: string) => {
  return new Promise((resolve, reject) => {
    readFile(RSA_PUBLIC_KEY_PATH, 'utf-8').then((data) => {
      try {
        const publicK = forge.pki.publicKeyFromPem(data)
        const res = publicK.encrypt(str, 'RSA-OAEP', {
          md: forge.md.sha256.create(),
          mgf1: forge.md.sha256.create(),
        })
        const Base64Res = forge.util.encode64(res)
        resolve(Base64Res)
      } catch (e) {
        reject(new Error(`RSA加密失败: ${e.message || e}`))
      }
    })
  })
}

// 私钥解密方法
export const decrypt = (str: string) => {
  return new Promise((resolve, reject) => {
    if (!str || typeof str !== 'string') {
      return reject(new Error('RSA解密失败: 无效的输入'))
    }

    readFile(RSA_PRIVATE_KEY_PATH, 'utf-8').then((data) => {
      try {
        const privateK = forge.pki.privateKeyFromPem(data)
        const base64Str = forge.util.decode64(str)
        const res = privateK.decrypt(base64Str, 'RSA-OAEP', {
          md: forge.md.sha256.create(),
          mgf1: forge.md.sha256.create(),
        })
        resolve(res)
      } catch (e) {
        reject(new Error(`RSA解密失败: ${e.message || e}`))
      }
    })
  })
}

浏览器前端

在JSEncrypt 确认不可用的前提下，我找了很多资料，遇到了很多坑。经过不断的研究，我决定，不使用任何库类，而是直接使用现代浏览器支持的 Web Crypto API 特性。

如上图所示，Web Crypto API 已经被广泛的现代浏览器所支持了。估计，这也是为什么 JSEncrypt 这个库不更新了的原因。

完整代码如下：

js 复制代码

async function importPublicKey(pem: string) {
  const pemHeader = "-----BEGIN PUBLIC KEY-----"
  const pemFooter = "-----END PUBLIC KEY-----"
  const pemContents = pem
    .replace(pemHeader, "")
    .replace(pemFooter, "")
    .replace(/\s+/g, "")

  const binaryDer = base64ToArrayBuffer(pemContents)

  return await window.crypto.subtle.importKey(
    "spki",
    binaryDer,
    {
      name: "RSA-OAEP",
      hash: { name: "SHA-256" }
    },
    true,
    ["encrypt"]
  )
}

function base64ToArrayBuffer(base64: string) {
  const binaryString = atob(base64)
  const bytes = new Uint8Array(binaryString.length)
  for (let i = 0; i < binaryString.length; i++) {
    bytes[i] = binaryString.charCodeAt(i)
  }
  return bytes.buffer
}

export async function encrypt(publicKeyStr: string, message: string) {
  const importedPublicKey = await importPublicKey(publicKeyStr)

  const encrypted = await crypto.subtle.encrypt(
    { name: "RSA-OAEP" },
    importedPublicKey,
    new TextEncoder().encode(message)
  )

  // 将加密后的二进制数据转换为 base64 字符串
  return btoa(String.fromCharCode.apply(null, new Uint8Array(encrypted)))
}

主要关键点是，从接口拿到后端的公钥后，需要去头去尾，转换一下格式，才能被使用。

好的，以上代码都是在 node v22 环境下验证可用的，预计短期几年内应该不会有太大变化。

后记

其实，以上代码写出来还好，我遇到把我卡住的关键点是我服务端使用的是 1024 的秘钥。而使用这个秘钥，用来加密 sha256 的 hash 值的时候一直报错。我一直以为是我前后端代码没搞好的问题。但是，经过不断的调试猛然发现，其在加密短字符串的时候是没问题的，而 sha256 的 hash 值是 64 位的长度。

在我抓耳挠腮的时候，我福至心灵，把服务端的秘钥换成 2048 的秘钥后，所有问题就都解决了，顿时间，拨云见日。

最终，我查看资料，知道使用 ‌SHA-256‌ 时，1024 位 RSA-OAEP 加密支持单次最大 ‌62 字节明文‌。这里，多出了2个字节。

好吧，我今天可以睡个好觉了！祝各位看官，安康！

node 后端和浏览器前端，有关 RSA 非对称加密的完整实践， 前后端匹配的代码演示

前言

生成秘钥

NODE 后端

浏览器前端

后记

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