序言
大家好，我是大澈！
本文约3400+字，整篇阅读大约需要6分钟。
本文主要内容分三部分，第一部分是需求分析，第二部分是实现步骤，第三部分是问题详解。
如果您只需要解决问题，请阅读第一、二部分即可。
如果您有更多时间，进一步学习问题相关知识点，请阅读至第三部分。
1、需求分析
在前端，用户点击登录和注册时，在登录和注册接口中不允许看到请求中真正的用户密码。
在后端，用户点击登录和注册时，在数据库中不允许存取真正的用户密码。
2、实现步骤
（1）实现前的说明
在学习如何使用之前，我们要明白的是，在项目中如果进行密码加密，有哪几种情况。然后就是，实现密码加密的方式有哪些，哪一种是相较来说，较好用及安全性较高的。
密码加密实现情况：
- 前端进行密码加密，后端也进行密码加密。
- 前端进行密码加密，后端不进行密码加密。
- 前端不进行密码加密，后端进行密码加密。
已上这三种情况，在实际的开发中，使用较多的，当然是第一种情况，这种情况可以提供更高的安全性和密码保护。
前端将用户密码进行加密后再传输给后端，可以减少密码在网络传输过程中的风险，确保密码的机密性。
后端再对接收到的密码进行加密，将加密后的密码存储到数据库中。这样即使数据库遭到非法访问，密码也不会以明文形式暴露，增加了密码的安全性。
这一点说明到这里打住，不再赘述。
然后就是实现密码加密的常用方式：
- 对称加密算法：AES、DES、3DES
- 非对称加密算法：RSA
- 哈希函数：MD5、SHA-1、SHA-256、SHA-512
- 密码推导函数：BCrypt、PBKDF2、SCrypt
对称加密算法使用相同密钥进行加密和解密，非对称加密算法使用公钥和私钥，哈希函数将数据转换为固定长度的哈希值，密码推导函数通过迭代和加盐增加密码破解难度。
上述加密方式，从上往下，安全性依次增高。
这一点在这里只做简要说明，有需要的朋友，请见第三部分对加密方式的详细总结。
搞清楚这些，然后下面，就是如何使用的问题了。
为提高大家的使用效率，这里大澈只提供较常用的情况(第一种)，以及较安全的密码加密方式(BCrypt)的使用。
其它加密方式的使用，与此大同小异。
（2）编写前端代码
模板代码：
Register
Login
{
// 前端加密密码
const hashedPassword = await bcrypt.hash(password.value, cost);
// 将用户名和加密后的密码发送到后端进行注册
// ...
},
const login = async () => {
// 前端加密密码
const hashedPassword = await bcrypt.hash(password.value, cost);
// 将用户名和加密后的密码发送到后端进行登录验证
// ...
}
（3）编写后端接口（了解即可）
这里做一下说明：
- 为方便举例，cost盐值这里使用了固定值，但在项目中一般都会使用随机字符串作为盐值。前端生成盐值，在登录和注册时会和加密的密码一同传递给后端，后端接收后，会使用对应盐值对密码做二次加密，以及将盐值存到数据库中。
- 为方面举例，后端接口的编写全部都写在了Controller层，还有一些其他必要的鉴权验证也都省略了。
import org.springframework.security.crypto.bcrypt.BCryptPasswordEncoder;
@RestController
public class UserController {
// 设置与前端相同的 cost 盐值
private static final int COST = 10;
@Autowired
private PasswordEncoder passwordEncoder;
// 注册接口
@PostMapping("/register")
public ResponseEntity registerUser(@RequestBody UserRequest userRequest) {
String username = userRequest.getUsername();
String password = userRequest.getPassword(); // 前端已经进行了密码加密
// 后端对密码进行加密
String encryptedPassword = passwordEncoder.encode(password);
// 存储用户信息及加密后的密码、对应盐值到数据库
// ...
return ResponseEntity.ok("User registered successfully!");
}
// 登录接口
@PostMapping("/login")
public ResponseEntity loginUser(@RequestBody UserRequest userRequest) {
String username = userRequest.getUsername();
String password = userRequest.getPassword(); // 前端已经进行了密码加密
// 从数据库中根据用户名查询用户信息
User user = userRepository.findByUsername(username);
if (user == null) {
return ResponseEntity.status(HttpStatus.UNAUTHORIZED).body("Invalid username or password");
}
// 后端验证密码
boolean isMatched = passwordEncoder.matches(password, user.getPassword());
// 认证成功，生成 JWT Token 等操作
// ...
if (isMatched) {
return ResponseEntity.ok("Login successful!");
} else {
return ResponseEntity.status(HttpStatus.UNAUTHORIZED).body("Invalid username or password");
}
}
}3、问题详解
（1）关于加密方式的详细总结
AES：
- AES是一种对称加密算法，用于保护敏感数据的机密性。
- 它使用相同的密钥进行加密和解密，密钥长度可以是128位、192位或256位。
- AES是一种高度安全和高效的加密算法，广泛应用于数据保护和传输领域。
RSA：
- RSA是一种非对称加密算法，用于加密通信、数字签名等安全功能。
- RSA使用一对密钥，包括公钥和私钥。
- 公钥用于加密数据，私钥用于解密数据或生成数字签名。
- RSA算法基于大数的因数分解问题，被认为是一种安全可靠的加密算法。
MD5：
- MD5是一种哈希函数，将输入数据转换为固定长度的128位哈希值。
- MD5是不可逆的，即无法从哈希值还原出原始数据。
- MD5常用于校验数据完整性，但由于存在碰撞攻击漏洞，不适合用于密码加密。
SHA：
- SHA是一系列哈希函数，包括SHA-1、SHA-256、SHA-512等。
- SHA将输入数据转换为固定长度的哈希值，用于校验数据完整性和密码存储等领域。
- SHA-1已经不再被推荐使用，而SHA-256和SHA-512仍然被广泛应用。
BCrypt：
- BCrypt是一种密码推导函数，用于存储密码并提供较高的安全性。
- 它通过迭代和加盐的方式增加密码破解的难度。
- BCrypt使用的盐值是随机生成的，并且每个密码都使用独特的盐值进行加密。
PBKDF2：
- PBKDF2是一种密码推导函数，通过迭代和加盐从密码中派生出密钥。
- 它提供更高的密码破解难度，适用于密码存储和验证场景。
- PBKDF2的迭代次数和盐值都可以调整，以增加计算成本和提高安全性。
SCrypt：
- SCrypt是一种密码推导函数，专门设计来抵御特定硬件攻击。
- 它通过调整参数和内存需求增加计算成本，提高密码破解的难度。
- SCrypt在密码存储和验证方面提供更高的安全性，但相对于其他函数可能需要更多的计算资源。
（2）密码学中的不可逆是啥
很枯燥的一段学术语言，大家随便看看即可，哈哈哈。
这里也是为什么使用MD5加密时，常常会进行加盐处理的原因了。
在密码学中，不可逆（irreversible）表示无法从哈希值还原出原始数据。
当数据经过哈希函数处理后，生成的哈希值是固定长度的一串字符。不可逆意味着无法通过逆向计算或解密操作来获取原始数据。即使输入数据的细微改变也会导致生成完全不同的哈希值。
这种不可逆性是哈希函数的重要特性之一，用于保证数据的完整性和验证数据的一致性。通过对原始数据进行哈希处理，并将哈希值与预期的哈希值进行比对，可以快速检查数据是否被篡改或损坏。如果哈希值相同，则可以确定数据完整性没有受到破坏；如果哈希值不同，则说明数据已被修改，或者数据传输过程中出现了错误。
需要注意的是，虽然哈希函数是不可逆的，但是存在哈希碰撞的概率，即不同的输入数据可能会产生相同的哈希值。然而，好的哈希函数应该具有极低的碰撞概率，以确保数据完整性和安全性。
（3）Base64是加密方式吗
Base64编码只是一种编码传输方式，不是加密算法。
它将二进制数据转换为可打印的ASCII字符，常用于在文本协议中传输或存储二进制数据，例如在电子邮件中传输附件、在网页中嵌入图像等。
我们常常会将Base64误解为它是一种加密方式，其实不然，Base64和我们常用的JWT一样，都是一种数据编码传输方式，只不过Base64常用于在文本环境中传输图片、文件。
以下是常用应用场景的详细说明：
- 在文本环境传输二进制数据：由于某些文本协议或传输机制只支持文本数据，无法直接传输二进制数据。在这种情况下，可以使用Base64编码将二进制数据转换为文本格式，以便在文本环境中传输，例如在电子邮件中嵌入图片或在XML、JSON等格式中传递二进制数据。
- 数据存储：某些存储系统或数据库可能只接受文本数据，无法直接存储二进制数据。为了在这些系统中存储二进制数据，可以使用Base64编码将其转换为文本格式，然后存储为文本字段。
- URL传递：某些特定的URL传递场景中，特殊字符如"+"、"/"等会被转义或造成问题。为了避免这些问题，可以使用Base64编码将数据转换为URL安全的字符集，以便在URL中传递。
虽然Base64有以上作用，但它会导致数据膨胀，增加数据的大小。
在传输大量二进制数据或对传输效率有较高要求的情况下，如传输大视频、大图片、大文件等，不易使用。
如果需要在文本环境中传输大文件，可以考虑使用其他更合适的技术，例如使用压缩算法对文件进行压缩，或者使用分布式文件系统或云存储服务，如Minio、OSS，来处理大文件的传输和存储。
