Node.js如何使用Diffie-Hellman密钥交换算法详解

简介

diffie-hellman（简称dh）是密钥交换算法之一，它的作用是保证通信双方在非安全的信道中安全地交换密钥。目前dh最重要的应用场景之一，就是在https的握手阶段，客户端、服务端利用dh算法交换对称密钥。

下面会先简单介绍dh的数理基础，然后举例说明如何在nodejs中使用dh相关的api。下面话不多说了，来一起看看详细的介绍吧。

数论基础

要理解dh算法，需要掌握一定的数论基础。感兴趣的可以进一步研究推导过程，或者直接记住下面结论，然后进入下一节。

• 假设 y = a^x mod p，已知x的情况下，很容易算出y；已知道y的情况下，很难算出x；
• (a^xa mod p)^xb mod p = a^(xa * xb) mod p

握手步骤说明

假设客户端、服务端挑选两个素数a、p（都公开），然后

• 客户端：选择自然数xa，ya = a^xa mod p，并将ya发送给服务端；
• 服务端：选择自然数xb，yb = a^xb mod p，并将yb发送给客户端；
• 客户端：计算 ka = yb^xa mod p
• 服务端：计算 kb = ya^xb mod p

ka = yb^xa mod p

= (a^xb mod p)^xa mod p 
= a^(xb * xa) mod p
= (a^xa mod p)^xb mod p
= ya^xb mod p
= kb

可以看到，尽管客户端、服务端彼此不知道对方的xa、xb，但算出了相等的secret。

nodejs代码示例

结合前面小结的介绍来看下面代码，其中，要点之一就是client、server采用相同的素数a、p。

var crypto = require('crypto');

var primelength = 1024; // 素数p的长度
var generator = 5; // 素数a

// 创建客户端的dh实例
var client = crypto.creatediffiehellman(primelength, generator);
// 产生公、私钥对，ya = a^xa mod p
var clientkey = client.generatekeys();

// 创建服务端的dh实例，采用跟客户端相同的素数a、p
var server = crypto.creatediffiehellman(client.getprime(), client.getgenerator());
// 产生公、私钥对，yb = a^xb mod p
var serverkey = server.generatekeys();

// 计算 ka = yb^xa mod p
var clientsecret = client.computesecret(server.getpublickey());
// 计算 kb = ya^xb mod p
var serversecret = server.computesecret(client.getpublickey());

// 由于素数p是动态生成的，所以每次打印都不一样
// 但是 clientsecret === serversecret
console.log(clientsecret.tostring('hex'));
console.log(serversecret.tostring('hex'));

总结

以上就是这篇文章的全部内容了，希望本文的内容对大家的学习或者工作能带来一定的帮助，如果有疑问大家可以留言交流，谢谢大家对的支持。

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