使用 WebCrypto 从 PBKDF2 生成 ECDH 密钥

Question

WARNING The following is not intended as an endorsement of converting passwords to ECDH keys. Create ECDH keys from high-entropy, crypto-safe PRNGs.

我想获取一个秘密并从中生成一个 ECDH public/private 密钥。

在浏览器中，通常的方法是使用 PBKDF2（或其他确定性字节）在 WebCrypto 中生成 ECDH public/private 密钥对。

下面的示例代码应该这样做，但它在 Chrome 中抛出 DOM 异常：

// Generate a random KDF key.
const priv = new Uint8Array(24)
crypto.getRandomValues(priv)
const kdfKey = await crypto.subtle.importKey(
  'raw', priv, { name: 'PBKDF2' }, false, ['deriveKey'])

// Derive the ECDH key.
const salt = new Uint8Array(16)
const iterations = 2000
const hash = { name: 'SHA-512' }
const curve = { name: 'ECDH', namedCurve: 'P-384' }
const usages = ['deriveKey']

crypto.getRandomValues(salt)

const ecdhKey = await crypto.subtle.deriveKey({
  name: 'PBKDF2', salt, iterations, hash
}, kdfKey, curve, true, usages) // throws.

以上算法在算法为 AES-GCM 时有效（即当曲线被替换为 { name: 'AES-GCM', length: 256 } 时），但其他算法也会抛出异常，所以我怀疑我遗漏了一些东西.. .微妙.

我希望 was/is WebCrypto 适合接受随机位并生成 ECDH public/private 密钥对。看起来情况可能并非如此。

另一种方法是使用 PBKDF2 到 deriveBits 来手动创建 ECDH 密钥对。如果这确实是唯一的选择，那么将随机位转换为 public/private 密钥的常用算法是什么（即引用和 public 实现）？如果我必须开发一些东西，我可能会 post 在这里感兴趣并评论。

编辑：用例的其他详细信息

使用 PBKDF 是为了避免在给定（私有）[=18 时生成 ECDH 密钥对的 public 密钥（x 和 y） =] 参数。 x 和 y 是派生的，因此不需要存储，而且我们的数据存储非常有限——仅适用于私钥，例如192 位，或多或少（PBKDF 也可以平滑位大小，但那是一边）。

如果 WebCrypto 在给定（伪）随机 d 参数时计算 x 和 y，则期望的结果可能是 achieved/illustrated如下：

>>> curve = { name: 'ECDH', namedCurve: 'P-256' }
>>> k = await crypto.subtle.generateKey(curve, true, ['deriveKey'])
>>> pri = await crypto.subtle.exportKey('jwk', k.privateKey)
>>> delete pri.x
>>> delete pri.y
>>> k2 = await crypto.subtle.importKey('jwk', pri)
    ^^ errors

PBKDF 在许多示例中用于生成 (AES) 密钥。我希望计算椭圆曲线 x 和 y 的功能，它已经存在于 WebCrypto 中，可以通过 PBKDF2 deriveKey.

获得

Javascript 中自己动手的替代方法是解析 JWK/Base64（URL 变体），然后使用具有模运算的大整数函数（例如费马小定理), 最后编写椭圆曲线点加、倍、乘的函数。这就是我所做的 ()。但我希望这一切都是不必要的，因为 WebCrypto 中存在执行此操作的代码，我只是希望使用 importKey 或 deriveKey 来使用它。

重申一下：没有用户生成的密码；使用它来生成 ECDH 密钥被认为是不明智的。

Answer 1

"subtle."好一个！

SubtleCrypto.generateKey()

在阅读上面 link 处的 SubtleCrypto 密钥生成说明后，我将其弹出到 Chrome 上的浏览器控制台中，它运行良好。您可能需要调整它以适应您的情况，尤其是关于 keyUsages 的部分：

(async function() {
    const algo = {
        "name": "RSASSA-PKCS1-v1_5",
        "modulusLength": 256,
        "publicExponent": new Uint8Array([0x01, 0x00, 0x01]),
        "hash": {
            "name": "SHA-256"
        }
    };
    const extractable = true;
    const keyUsages = ["sign","verify"];
    const result = await crypto.subtle.generateKey(algo, extractable, keyUsages);
    console.log(result);
})();

Answer 2

布莱恩，

无法使用 WebCrypto 从密码确定性地创建密钥对。

对不起。

您可以根据 Javascript 中的密码确定性地创建密钥对，然后导入该密钥对，只要它是正确表示的 secp256r1 密钥即可。

有一些 javascript 库支持根据密码确定性地创建密钥对。我不能对这些库的正确性或安全性做出任何声明，或者是否有对 secp256r1 执行此操作的库。当然，密钥生成是使用加密时要考虑的最重要方面之一，基于弱熵源这样做是不好的。

尽管导入给定类型的密钥非常简单，但如果您决定继续使用该方法，请参阅：https://github.com/diafygi/webcrypto-examples#ecdsa---importkey

TL;DR 您的里程会因这种方法而异，但这是可能的。

瑞安

Answer 3

从更新中我们仍然无法判断用例是什么，我们可以判断（我认为）您的目标是出于某种原因节省存储空间 space。 ECC 密钥非常小，很难想象用例会是什么，尤其是在 Web 应用程序中，如此少量的存储需要使用较弱的方法。也就是说，之前的答案保持不变，无法直接使用 webcrypto 执行您想要的操作。

使用 WebCrypto 从 PBKDF2 生成 ECDH 密钥

Using WebCrypto to generate ECDH key from PBKDF2

javascript

cryptography

diffie-hellman

编辑：用例的其他详细信息