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WebCryptoAPI：JavaScript密码学实战教程

时间：2025-12-03 22:57:34 140浏览收藏

编程并不是一个机械性的工作，而是需要有思考，有创新的工作，语法是固定的，但解决问题的思路则是依靠人的思维，这就需要我们坚持学习和更新自己的知识。今天golang学习网就整理分享《JavaScript密码学：Web Crypto API实战应用》，文章讲解的知识点主要包括，如果你对文章方面的知识点感兴趣，就不要错过golang学习网，在这可以对大家的知识积累有所帮助，助力开发能力的提升。

Web Crypto API 可在浏览器中实现安全加密操作，支持密钥管理、AES-GCM 加解密、HMAC、ECDSA 签名及 SHA-256 哈希，适用于数据保护与身份认证，需结合 HTTPS、安全存储与后端协作以构建完整安全体系。

JavaScript密码学_Web Crypto API应用实践

Web Crypto API 是现代浏览器提供的一套强大的加密功能接口，能够在客户端实现安全的密码学操作，而无需依赖第三方库。它支持哈希计算、对称加密、非对称加密、数字签名和密钥生成等操作，适用于身份认证、数据保护、安全通信等场景。本文将介绍如何在实际项目中使用 Web Crypto API 完成常见加密任务。

生成和管理密钥

密钥是加密操作的核心。Web Crypto API 提供了 crypto.subtle.generateKey() 方法来安全地生成密钥对或对称密钥。

例如，生成一对用于加密/解密的 RSA 密钥：

const generateRsaKeyPair = async () => {
  return await crypto.subtle.generateKey(
    {
      name: "RSA-OAEP",
      modulusLength: 2048,
      publicExponent: new Uint8Array([1, 0, 1]),
      hash: "SHA-256"
    },
    true,
    ["encrypt", "decrypt"]
  );
};

对于对称加密（如 AES-GCM），可以生成一个共享密钥：

const generateAesKey = async () => {
  return await crypto.subtle.generateKey(
    {
      name: "AES-GCM",
      length: 256
    },
    true,
    ["encrypt", "decrypt"]
  );
};

生成的密钥默认不可提取，提升了安全性。若需导出，应设置 extractable: true 并使用 exportKey() 转换为可传输格式（如 JWK）。

数据加密与解密

使用对称加密保护敏感数据是一种常见做法。AES-GCM 模式既加密又验证完整性，适合大多数场景。

示例：使用 AES-GCM 加密字符串

const encryptData = async (key, data) => {
  const encoder = new TextEncoder();
  const encoded = encoder.encode(data);

  const iv = crypto.getRandomValues(new Uint8Array(12)); // 初始化向量
  const ciphertext = await crypto.subtle.encrypt(
    {
      name: "AES-GCM",
      iv: iv
    },
    key,
    encoded
  );

  return { ciphertext, iv };
};

对应的解密过程：

const decryptData = async (key, ciphertext, iv) => {
  const decrypted = await crypto.subtle.decrypt(
    {
      name: "AES-GCM",
      iv: iv
    },
    key,
    ciphertext
  );

  const decoder = new TextDecoder();
  return decoder.decode(decrypted);
};

注意：每次加密必须使用唯一的 IV，避免重放攻击。

消息完整性与数字签名

确保数据未被篡改可通过哈希或签名实现。Web Crypto 支持 HMAC 和 ECDSA 等机制。

生成消息摘要（SHA-256）：

const hashMessage = async (message) => {
  const encoder = new TextEncoder();
  const data = encoder.encode(message);
  return await crypto.subtle.digest("SHA-256", data);
};

使用 ECDSA 进行签名和验证：

const signData = async (privateKey, data) => {
  const encoder = new TextEncoder();
  const encoded = encoder.encode(data);

  return await crypto.subtle.sign(
    {
      name: "ECDSA",
      hash: { name: "SHA-256" }
    },
    privateKey,
    encoded
  );
};

const verifySignature = async (publicKey, signature, data) => {
  const encoder = new TextEncoder();
  const encoded = encoder.encode(data);

  return await crypto.subtle.verify(
    {
      name: "ECDSA",
      hash: { name: "SHA-256" }
    },
    publicKey,
    signature,
    encoded
  );
};

签名可用于用户身份确认或防止数据伪造。

实际应用场景建议

在真实项目中使用 Web Crypto API 时，需注意以下几点：

所有操作应在 HTTPS 环境下运行，防止中间人攻击
私钥不应明文存储，优先使用 Key Storage（如 IndexedDB 配合权限控制）
避免在前端单独承担全部安全逻辑，应与后端协同完成认证和授权
不支持旧版浏览器（如 IE），需检测 crypto.subtle 是否存在
加密后的数据通常需编码为 Base64 或 Hex 字符串便于传输

可封装通用工具函数，统一处理编码、错误和格式转换，提升代码复用性和可维护性。

基本上就这些。Web Crypto API 提供了足够强大的原生能力，合理使用能显著增强前端安全性，但也要清楚其边界——它不是万能锁，而是整体安全架构中的一环。

文中关于的知识介绍，希望对你的学习有所帮助！若是受益匪浅，那就动动鼠标收藏这篇《WebCryptoAPI：JavaScript密码学实战教程》文章吧，也可关注golang学习网公众号了解相关技术文章。