Webcrypto PBKDF2-SHA1

Question

我在使用PBKDF2和Webcrypto时遇到了问题。我想在SHA-1算法中使用PBKDF2 .目前，我有

const ENCODING = "utf-8";
const HMACSHA1 = {name: "HMAC", "hash" : "SHA-1"};
const PBKDF2SHA1 = {name: "PBKDF2", "hash": "SHA-1"};

// str2binb takes a string and outputs an ArrayBuffer

async function pbkdf2_generate_key_from_string(string) { //  Working
  return crypto.subtle.importKey(
    "raw",
    str2binb(string),
    PBKDF2SHA1,
    false,
    ["deriveKey", "deriveBits"],
  );
}

async function pbkdf2_derive_salted_key(key, salt, iterations) {  // Not working
  return crypto.subtle.deriveKey(
    {
      "name": "PBKDF2",
      "salt": salt,
      "iterations": iterations,
      "hash": "SHA-1",
      "length": 160
    },
    key,
    {
      "name": "HMAC"
      "hash": "SHA-1",
      "length": 160
    },
    true,
    [ "encrypt", "decrypt"]
  );
}

不过，我知道我一定使用错了，因为它是一个受支持的密钥派生算法，并且根据Mozilla的奇妙的文档，在derivedKeyAlgorithm下，HMAC和HMAC-SHA1 1一样受支持。我还让它非常直接地与AES-GCM一起工作。

当我尝试时，我得到的错误信息，

salt = b64binb("QSXCR+Q6sek8bf92"); // ArrayBuffer
key = await pbkdf2_generate_key_from_string("pencil");
x = await pbkdf2_derive_salted_key(key, salt, 4096)

是Uncaught DOMException: Cannot create a key using the specified key usages.

注意:据我所知，不再推荐SHA1，这是用于遗留支持的。

注2:当我将上面的内容替换为，

async function pbkdf2_derive_salted_key(key, data, salt, iterations) {  // Not working
  return crypto.subtle.deriveKey(
    {
      "name": "PBKDF2",
      salt: salt,
      "iterations": iterations,
      "hash": "SHA-1",
    },
    key,
    {
      "name": "AES-GCM",
      "length": 256
    },
    true,
    [ "encrypt", "decrypt"]
  );
}

谢谢。

Answer 1

在deriveKey中，参数keyUsages必须更改为["sign", "verify"]。然后代码工作(因为b64binb、str2binb没有发布，下面的代码使用适当的替代品)：

​

const b64binb = base64String => Uint8Array.from(atob(base64String), c => c.charCodeAt(0));
const str2binb = str => new TextEncoder().encode(str);
const buf2hex = buffer => Array.prototype.map.call(new Uint8Array(buffer), x => ('00' + x.toString(16)).slice(-2)).join('');

async function pbkdf2_generate_key_from_string(string) { 
    return crypto.subtle.importKey(
        "raw",
        str2binb(string),
        {
            name: "PBKDF2",
        },
        false,
        ["deriveKey", "deriveBits"], 
    );
}

async function pbkdf2_derive_salted_key(key, salt, iterations) {  
    return crypto.subtle.deriveKey(
        {
            name: "PBKDF2",
            salt: salt,
            iterations: iterations,
            hash: {name: "SHA-1"}
        },
        key,
        {
            name: "HMAC",
            hash: "SHA-1",
            length: 160
        },
        true,
        ["sign", "verify"] // <--------------------- Fix!
    );
}

async function test(){
    salt = b64binb("QSXCR+Q6sek8bf92"); // ArrayBuffer
    key = await pbkdf2_generate_key_from_string("pencil");
    x = await pbkdf2_derive_salted_key(key, salt, 4096)

    console.log(buf2hex(await window.crypto.subtle.exportKey("raw", x)));
}

test();

​

使用此密钥，window.crypto.subtle.sign使用HMAC-SHA1 1创建签名。

更新：

由于在https://developer.mozilla.org/en-US/docs/Web/API/SubtleCrypto中通常指定密钥的使用，因此必须将["encrypt", "decrypt"]作为AES-GCM的keyUsages参数和HMAC-SHA的["sign", "verify"]参数。

为什么["encrypt", "decrypt"]为AES-GCM？AES-GCM用于加密/解密消息：AES描述分组密码 (允许对单个块进行加密)和GCM 操作方式 (允许对多个块进行加密)。GCM提供机密性、真实性和完整性。

为什么["sign", "verify"]为HMAC？HMAC用于签名/验证消息:某些操作模式(如CBC )只提供机密性。另外，为了提供真实性和完整性，可以使用MAC (例如，基于密码散列函数的特定类型的HMAC，例如SHA家族中的一个)对消息进行签名。MAC通常是根据密文而不是明文(https://crypto.stackexchange.com/q/202)计算的。关于SHA1漏洞，请参见HMAC-SHA1 1和HMAC-SHA1 256 这里和这里的比较。