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2026-02-01 15:06:03JavaScript

ECDH 密钥交换实现

ECDH（Elliptic Curve Diffie-Hellman）是一种基于椭圆曲线的密钥交换算法，用于在不安全的通信信道上安全地协商共享密钥。以下是使用 JavaScript 实现 ECDH 密钥交换的步骤。

生成密钥对

使用 Web Crypto API 生成 ECDH 密钥对。需要指定椭圆曲线名称（如 P-256、P-384 或 P-521）。

async function generateKeyPair() {
  const keyPair = await window.crypto.subtle.generateKey(
    {
      name: "ECDH",
      namedCurve: "P-256",
    },
    true,
    ["deriveKey", "deriveBits"]
  );
  return keyPair;
}

导出公钥

将生成的公钥导出为可传输的格式（如 JWK 或 ArrayBuffer）。

js ecdh实现

async function exportPublicKey(publicKey) {
  const exported = await window.crypto.subtle.exportKey("jwk", publicKey);
  return exported;
}

导入公钥

将接收到的公钥导入为 CryptoKey 对象，以便用于密钥派生。

async function importPublicKey(jwkKey) {
  const publicKey = await window.crypto.subtle.importKey(
    "jwk",
    jwkKey,
    {
      name: "ECDH",
      namedCurve: "P-256",
    },
    true,
    []
  );
  return publicKey;
}

派生共享密钥

使用本地私钥和对方的公钥派生共享密钥。

js ecdh实现

async function deriveSharedSecret(privateKey, publicKey) {
  const sharedSecret = await window.crypto.subtle.deriveBits(
    {
      name: "ECDH",
      public: publicKey,
    },
    privateKey,
    256
  );
  return sharedSecret;
}

完整示例

以下是一个完整的 ECDH 密钥交换示例：

async function runECDHExchange() {
  // Alice 生成密钥对
  const aliceKeyPair = await generateKeyPair();
  const alicePublicKey = await exportPublicKey(aliceKeyPair.publicKey);

  // Bob 生成密钥对
  const bobKeyPair = await generateKeyPair();
  const bobPublicKey = await exportPublicKey(bobKeyPair.publicKey);

  // Alice 使用 Bob 的公钥派生共享密钥
  const bobPublicKeyImported = await importPublicKey(bobPublicKey);
  const aliceSharedSecret = await deriveSharedSecret(aliceKeyPair.privateKey, bobPublicKeyImported);

  // Bob 使用 Alice 的公钥派生共享密钥
  const alicePublicKeyImported = await importPublicKey(alicePublicKey);
  const bobSharedSecret = await deriveSharedSecret(bobKeyPair.privateKey, alicePublicKeyImported);

  // 验证共享密钥是否相同
  const aliceArray = new Uint8Array(aliceSharedSecret);
  const bobArray = new Uint8Array(bobSharedSecret);
  console.log("Shared secrets match:", arraysEqual(aliceArray, bobArray));
}

function arraysEqual(a, b) {
  if (a.length !== b.length) return false;
  for (let i = 0; i < a.length; i++) {
    if (a[i] !== b[i]) return false;
  }
  return true;
}

runECDHExchange();

注意事项

确保使用安全的椭圆曲线（如 P-256、P-384 或 P-521）。
在实际应用中，公钥需要通过安全的方式传输（如 TLS）。
派生出的共享密钥可以用于对称加密（如 AES-GCM）或其他用途。

兼容性

Web Crypto API 在现代浏览器中广泛支持，但在 Node.js 中需要使用 crypto 模块或其他库（如 node-forge）。以下是在 Node.js 中的实现示例：

const crypto = require('crypto');

function generateKeyPair() {
  const alice = crypto.createECDH('secp256k1');
  alice.generateKeys();
  const bob = crypto.createECDH('secp256k1');
  bob.generateKeys();

  const aliceSecret = alice.computeSecret(bob.getPublicKey());
  const bobSecret = bob.computeSecret(alice.getPublicKey());

  console.log('Shared secrets match:', aliceSecret.equals(bobSecret));
}

generateKeyPair();