SubtleCrypto: encrypt() Methode

algorithm

Ein Objekt, das den zu verwendenden Algorithmus und gegebenenfalls zusätzliche Parameter angibt:

• Um RSA-OAEP zu verwenden, geben Sie ein RsaOaepParams Objekt an.
• Um AES-CTR zu verwenden, geben Sie ein AesCtrParams Objekt an.
• Um AES-CBC zu verwenden, geben Sie ein AesCbcParams Objekt an.
• Um AES-GCM zu verwenden, geben Sie ein AesGcmParams Objekt an.

key

Ein CryptoKey, der den Schlüssel zur Verwendung für die Verschlüsselung enthält.

data

Ein ArrayBuffer, ein TypedArray oder eine DataView, das die zu verschlüsselnden Daten enthält (auch bekannt als Klartext).

Ein Promise, das mit einem ArrayBuffer erfüllt wird, der den "Ciphertext" enthält.

Das Promise wird abgelehnt, wenn die folgenden Ausnahmen auftreten:

InvalidAccessError DOMException

Wird ausgelöst, wenn die angeforderte Operation für den bereitgestellten Schlüssel nicht gültig ist (z.B. ungültiger Verschlüsselungsalgorithmus oder ungültiger Schlüssel für den angegebenen Verschlüsselungsalgorithmus).

OperationError DOMException

Wird ausgelöst, wenn die Operation aus einem operationsspezifischen Grund fehlschlägt (z.B. Algorithmusparameter mit ungültigen Größen oder AES-GCM-Klartext, der länger als 2³⁹−256 Byte ist).

Die Web Crypto API bietet vier Algorithmen, die die encrypt() und decrypt() Operationen unterstützen.

Einer dieser Algorithmen — RSA-OAEP — ist ein Public-Key-Kryptosystem.

Die anderen drei hier aufgeführten Verschlüsselungsalgorithmen sind alle symmetrische Algorithmen und basieren alle auf dem gleichen zugrunde liegenden Chiffre, AES (Advanced Encryption Standard). Der Unterschied zwischen ihnen ist der Modus. Die Web Crypto API unterstützt drei verschiedene AES-Modi:

• CTR (Counter Mode)
• CBC (Cipher Block Chaining)
• GCM (Galois/Counter Mode)

Es wird dringend empfohlen, authentifizierte Verschlüsselung zu verwenden, die überprüft, dass der Ciphertext nicht von einem Angreifer verändert wurde. Authentifizierung hilft, sich gegen gewählte-Ciphertext-Angriffe zu schützen, in denen ein Angreifer das System bitten kann, beliebige Nachrichten zu entschlüsseln, und das Ergebnis verwenden kann, um Informationen über den geheimen Schlüssel abzuleiten. Während es möglich ist, Authentifizierung zu CTR- und CBC-Modi hinzuzufügen, bieten sie diese standardmäßig nicht an, und bei manueller Implementierung können leicht kleine, aber schwerwiegende Fehler gemacht werden. GCM bietet eingebaute Authentifizierung, und aus diesem Grund wird es oft gegenüber den anderen beiden AES-Modi empfohlen.

Das RSA-OAEP Public-Key-Verschlüsselungssystem ist in RFC 3447 spezifiziert.

Dies stellt AES im Counter-Modus dar, wie in NIST SP800-38A spezifiziert.

AES ist ein Blockchiffre, was bedeutet, dass es die Nachricht in Blöcke aufteilt und diese blockweise verschlüsselt. Im CTR-Modus wird jedes Mal, wenn ein Block der Nachricht verschlüsselt wird, ein zusätzlicher Datenblock hinzugemischt. Dieser zusätzliche Block wird "Counter-Block" genannt.

Ein gegebener Counter-Block-Wert darf mit demselben Schlüssel niemals mehr als einmal verwendet werden:

• Gegeben ist eine n Blöcke lange Nachricht, muss für jeden Block ein anderer Counter-Block verwendet werden.
• Wenn derselbe Schlüssel verwendet wird, um mehr als eine Nachricht zu verschlüsseln, muss für alle Blöcke über alle Nachrichten hinweg ein anderer Counter-Block verwendet werden.

Typischerweise wird dies erreicht, indem der anfängliche Counter-Block-Wert in zwei verkettete Teile aufgeteilt wird:

• Ein Nonce (das heißt, eine Zahl, die nur einmal verwendet werden darf). Der Nonce-Teil des Blocks bleibt für jeden Block in der Nachricht gleich. Jedes Mal, wenn eine neue Nachricht verschlüsselt werden soll, wird ein neuer Nonce gewählt. Nonces müssen nicht geheim sein, aber sie dürfen nicht mit demselben Schlüssel erneut verwendet werden.
• Ein Zähler. Dieser Teil des Blocks wird jedes Mal erhöht, wenn ein Block verschlüsselt wird.

Im Wesentlichen: Der Nonce sollte sicherstellen, dass Counter-Blöcke von einer Nachricht zur nächsten nicht wiederverwendet werden, während der Zähler sicherstellen sollte, dass Counter-Blöcke innerhalb einer einzelnen Nachricht nicht wiederverwendet werden.

Dies stellt AES im Cipher Block Chaining-Modus dar, wie in NIST SP800-38A spezifiziert.

Dies stellt AES im Galois/Counter-Modus dar, wie in NIST SP800-38D spezifiziert.

Ein wesentlicher Unterschied zwischen diesem Modus und den anderen besteht darin, dass GCM ein "authentifizierter" Modus ist, was bedeutet, dass er überprüft, dass der Ciphertext nicht von einem Angreifer verändert wurde.

Dieser Code holt den Inhalt eines Textfelds, kodiert es zur Verschlüsselung und verschlüsselt es mit RSA-OAEP. Sehen Sie den vollständigen Code auf GitHub.

function getMessageEncoding() {
  const messageBox = document.querySelector(".rsa-oaep #message");
  let message = messageBox.value;
  let enc = new TextEncoder();
  return enc.encode(message);
}

function encryptMessage(publicKey) {
  let encoded = getMessageEncoding();
  return window.crypto.subtle.encrypt(
    {
      name: "RSA-OAEP",
    },
    publicKey,
    encoded,
  );
}

Dieser Code holt den Inhalt eines Textfelds, kodiert es zur Verschlüsselung, und verschlüsselt es mit AES im CTR-Modus. Sehen Sie den vollständigen Code auf GitHub.

function getMessageEncoding() {
  const messageBox = document.querySelector(".aes-ctr #message");
  let message = messageBox.value;
  let enc = new TextEncoder();
  return enc.encode(message);
}

function encryptMessage(key) {
  let encoded = getMessageEncoding();
  // counter will be needed for decryption
  counter = window.crypto.getRandomValues(new Uint8Array(16));
  return window.crypto.subtle.encrypt(
    {
      name: "AES-CTR",
      counter,
      length: 64,
    },
    key,
    encoded,
  );
}

let iv = window.crypto.getRandomValues(new Uint8Array(16));
let key = window.crypto.getRandomValues(new Uint8Array(16));
let data = new Uint8Array(12345);
// crypto functions are wrapped in promises so we have to use await and make sure the function that
// contains this code is an async function
// encrypt function wants a cryptokey object
const key_encoded = await window.crypto.subtle.importKey(
  "raw",
  key.buffer,
  "AES-CTR",
  false,
  ["encrypt", "decrypt"],
);
const encrypted_content = await window.crypto.subtle.encrypt(
  {
    name: "AES-CTR",
    counter: iv,
    length: 128,
  },
  key_encoded,
  data,
);

// Uint8Array
console.log(encrypted_content);

Dieser Code holt den Inhalt eines Textfelds, kodiert es zur Verschlüsselung, und verschlüsselt es mit AES im CBC-Modus. Sehen Sie den vollständigen Code auf GitHub.

function getMessageEncoding() {
  const messageBox = document.querySelector(".aes-cbc #message");
  let message = messageBox.value;
  let enc = new TextEncoder();
  return enc.encode(message);
}

function encryptMessage(key) {
  let encoded = getMessageEncoding();
  // iv will be needed for decryption
  iv = window.crypto.getRandomValues(new Uint8Array(16));
  return window.crypto.subtle.encrypt({ name: "AES-CBC", iv }, key, encoded);
}

Dieser Code holt den Inhalt eines Textfelds, kodiert es zur Verschlüsselung, und verschlüsselt es mit AES im GCM-Modus. Sehen Sie den vollständigen Code auf GitHub.

function getMessageEncoding() {
  const messageBox = document.querySelector(".aes-gcm #message");
  const message = messageBox.value;
  const enc = new TextEncoder();
  return enc.encode(message);
}

function encryptMessage(key) {
  const encoded = getMessageEncoding();
  // iv will be needed for decryption
  const iv = window.crypto.getRandomValues(new Uint8Array(12));
  return window.crypto.subtle.encrypt({ name: "AES-GCM", iv }, key, encoded);
}

• SubtleCrypto.decrypt().
• RFC 3447 spezifiziert RSAOAEP.
• NIST SP800-38A spezifiziert den CTR-Modus.
• NIST SP800-38A spezifiziert den CBC-Modus.
• NIST SP800-38D spezifiziert den GCM-Modus.