Node端对端加密（E2EE）实现

Node.js可以用Electron来开发跨平台桌面客户端，又有socket.io来快速实现websocket通信，很适合做桌面通信软件。

在开发通讯软件时，有时要求用户的信息完全保密，只在两台设备中可以解密。这时就需要使用到端对端加密（E2EE）技术。

这项技术有两个关键算法：1、diffie-hellman密钥交换算法；2、AES(-CBC)对称加密算法

主要流程如下：

1. 两台设备各生成一对diffie-hellman公私钥。
2. 在网络上交换公钥。
3. 两台设备根据自己的私钥和对方的公钥，生成一个新的、相同的密钥。
4. 利用这个密钥，两台设备可以加密和解密需要传输的内容。

* 这种方式的关键在于，除两台设备外，其他任何人不能获取AES加密密钥。

两种算法，在node的原生模块crypto中都有实现，只需要稍加封装。
下面是实现：
AES（对于大量长内容加密，我们选用CBC(加密块链模式)）:

const crypto = require('crypto');

const algorithm = 'aes-256-cbc';

class AESCrypter {
  constructor() {}

  // AES加密
  static encrypt(key, iv, data) {
    iv = iv || "";
    const clearEncoding = 'utf8';
    const cipherEncoding = 'base64';
    const cipherChunks = [];
    const cipher = crypto.createCipheriv(algorithm, key, iv);
    cipher.setAutoPadding(true);
    cipherChunks.push(cipher.update(data, clearEncoding, cipherEncoding));
    cipherChunks.push(cipher.final(cipherEncoding));
    return cipherChunks.join('');
  }

  // AES解密
  static decrypt(key, iv, data) {
    if (!data) {
      return "";
    }
    iv = iv || "";
    const clearEncoding = 'utf8';
    const cipherEncoding = 'base64';
    const cipherChunks = [];
    const decipher = crypto.createDecipheriv(algorithm, key, iv);
    decipher.setAutoPadding(true);
    cipherChunks.push(decipher.update(data, cipherEncoding, clearEncoding));
    cipherChunks.push(decipher.final(clearEncoding));
    return cipherChunks.join('');
  }

}


module.exports = AESCrypter;

diffie-hellman:

const crypto = require('crypto');

class DiffieHellman extends crypto.DiffieHellman {
  // 为避免两端传递prime，使用确定的prime和generator
  constructor(
    prime = 'c23b53d262fa2a2cf2f730bd38173ec3',
    generator = '05'
  ) {
    super(prime, 'hex', generator, 'hex');
  }

  // 生成密钥对，返回公钥
  getKey() {
    return this.generateKeys('base64');
  }

  // 使用对方公钥生成密钥
  getSecret(otherPubKey) {
    return this.computeSecret(otherPubKey, 'base64', 'hex');
  }

  static createPrime(encoding=null, primeLength=128, generator=2) {
    const dh = new crypto.DiffieHellman(primeLength, generator);
    return dh.getPrime(encoding);
  }

}

module.exports = DiffieHellman;

下面是测试脚本：

const AESCrypter = require('./AESCrypter');
const DiffieHellman = require('./DiffieHellman');

const dh = new DiffieHellman();
const pub1 = dh.getKey();

const dh2 = new DiffieHellman();
const pub2 = dh2.getKey();

console.log('pub1', pub1);
console.log('pub2', pub2);

console.log('两端密钥：');
const key1 = dh.getSecret(pub2);
const key2 = dh2.getSecret(pub1);
// key1 === key2
console.log(key1);
console.log(key2);


const key = key1;
const iv = '2624750004598718';

const data = '在任何一种计算机语言中，输入/输出都是一个很重要的部分。';

const encrypted = AESCrypter.encrypt(key, iv, data);
const decrypted = AESCrypter.decrypt(key, iv, encrypted);

console.log('encrypted', encrypted);
console.log('decrypted', decrypted);