怎么安全地在 web 前端存储私钥？

[JasonLaw]

最近在看安全方面的知识，为了防止重放攻击，我查阅了一些资料。

• 基于 HTTPS 对外提供 API，十万个为什么，求 web 安全高手指教 - V2EX

also24 的回复说得非常棒。

单向的 https 只能保证你请求的银行真的是银行，但银行无法确定你是你。

加了 token 才能让银行知道你是你，但是银行不知道你带的东西是你自己带的，还是别人塞进你包里的。

加上 nonce 和签名，才能让银行知道这些东西全都是你带的，别人没有夹带，但是银行不知道这个你，是否是用 1 年前的你克隆出来的。

加上时间戳，银行才能确定面前的你确实是当前时间点真实存在你，东西也是你带的东西。

最后，稀奇古怪的加密又是什么呢？ 答：你带的东西是一个保险箱~

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但是我有一个疑问，产生签名是需要密钥的，那怎么安全地在 web 前端存储私钥呢？

[janus77]

浏览器的环境实现吧，浏览器这个软件本身是利用了操作系统的功能，和硬件做了交互。

[JasonLaw]

@janus77 #1 可以更加具体一点、使用外行人的语言描述吗？

[xmumiffy]

这种都是服务端间的交互方式，密钥直接写在代码里的。
要认证客户端可以使用双向证书

[FaiChou]

你是想在网页端做 ssl pinning ？

前端私钥怎么来的？服务器给的？服务器给的时候就可能被窃取。

安全存储了私钥，你得用代码获取它吧，你的代码能获取，怎么保证其他代码不能获取？

前端的东西都是透明的，不像 app 客户端可以封在包里，不过封在包里也可以被越狱 /root 来篡改。楼主想要的绝对安全的地方，不存在的。

[hahasong]

jwt 就行，已经标准化了

[JasonLaw]

@FaiChou #4 很多人都说“使用签名来保证来源的可靠性等等”，那它们是怎么处理私钥的？

[JasonLaw]

@hahasong #5 JWT 中的签名是由服务端存储的密钥产生的，跟我的提问有啥关系呢？

[IvanLi127]

我觉得每次都输入密码，用密码签名所有参数和时间戳，就能保证收到的东西就是你现在发送的。这个密码存可信的地方才行，你相信浏览器，那就能安全存储了。如果不相信自己，每次输入密码都没用

[walpurgis]

带签名的接口一般都是给服务端调用的，原帖没有任何地方提到前端

[JasonLaw]

@IvanLi127 #8 问题就是“怎么安全地在浏览器存储密码”😅

[binux]

浏览器安全是由浏览器保证的，你作为前端无论做什么都是没用的

[JasonLaw]

@walpurgis #9 是的，一般都是服务端请求服务端，原帖没有提到前端。但我的问题是关于浏览器端请求服务端。

[SP00F]

前端是防小人，不防君子。

都不信任，那就只能走一律不信的态度了

[3dwelcome]

"怎么安全地在 web 前端存储私钥？"
以前貌似我也在 V 站讨论过这问题，结论是普通加密保存就可以了。

但是有两点额外要素，第一是解密后私钥只确保使用一次后就失效。第二是每次用代码生成不一样的加密算法，就是前端存的不是私钥的解密密码，而是生成的解密代码虚拟机本身，比如 WEBASM 。

[also24]

感谢认可之前的回答，本身不是专门做安全的，可能还有很多纰漏。


具体到本帖的问题，我觉得不妨先定义一下『安全的存储』指的是什么。


首先，『安全的存储』可能是指：让这个私钥不出现在前端代码里。
那可以在用户的登录鉴权的接口中，增加一个字段返回，给每个用户自己专属的私钥。

按这个思路，为了复用这个私钥，需要将其存储在本地，可选 Cookie 或 localStorage 来存储。
此时『安全的存储』可能是指：让这个私钥不被本站之外的其它恶意站点获取。
- 使用 Cookie 方式存储时，正确设置 domain / path / secure 等字段。
- 使用 localStorage 方式存储时，默认只有同源页面可读写。

考虑到 Cookie 会被自动发送，相对来说更建议使用 localStorage 来存储私钥。


但是有些机智的朋友就说了，我打开 DevTools，不就直接看光光了么？
此时『安全的存储』可能是指：不让用户在 DevTools 中看到，或者手动运行 JS 代码获取到。

那就要请出第三方存储了，例如 U 盾等专门存储密钥的东东就是专门干这个的。
使用 U 盾还有一个好处，就是不需要登录鉴权就可以有私钥了，可以同时保护登录接口的安全。


那有些更机智的朋友肯定又想到了，那我直接破解你的 U 盾，导出你的私钥，不又看光光了么？
此时『安全的存储』就愈发变态了，还要考虑到硬件设备被破解的情况。
那可能就要搬出更极端的存储设备了 - 全靠大脑，直接硬背。


那有些搞催眠的朋友……………………

[jadec0der]

银行？ U 盾啊

[unco020511]

---单向的 https 只能保证你请求的银行真的是银行，但银行无法确定你是你。
这句话很明显就是错误的,而且起码两处错误
1.什么叫单向 https?https 的过程是先由客户端和服务端通过[非对称加密]+[签名]机制协商出一套[对称加密秘钥],然后使用这套对称秘钥进行加密传输,双方数据都是使用对称加密传输的,何来单向一说?

2.只能保证你请求的是银行,但银行无法确定你是你?
1.https 非对称加密过程中,客户端会使用自己的私钥加密原文(的 hash)得到签名并发送,服务端会使用对应的公钥解密得到原文的 hash 并比对
2.同时也会校验 host 是不是客户端域名(或 ip),银行能确定你是你
3.如果说的是抓包 /控制台 F12,那与 https 安全性无关,属于你自己主动安装第三方证书

[unco020511]

如果你问的是 oath2,那前端怎么会存储私钥呢

[xuanbg]

所以银行会发你一个 usbKey 来存储证书啊。就是因为浏览器干不来这个事情，客户端任何常规存储方式都是不安全的。

[JasonLaw]

@also24 #15 👍 简单易懂

[JasonLaw]

@unco020511 #17 “私钥加密，公钥解密”是什么东西？

[FaiChou]

@JasonLaw 你想了解的是：对称加密和非对称加密。去搜搜这相关的知识吧。元知识需要学的，不靠问。

[mxT52CRuqR6o5]

私钥不私的话破坏了很多假设，安全性就无法保证

[ZeawinL]

前端使用用户密码 hash 作为密钥？

[evilStart]

@FaiChou 该学习的是你吧。明明是公钥加密，私钥解密。要是能用公钥解密那这加密还有啥意义。

[vibbow]

U 盾就是干这个事情的呀

[unco020511]

@JasonLaw 非对称加密除了加密外,还有一个应用叫做数字签名,完整的非对称加密流程包括:对原文非对称加密+签名,也就是实际是将密文(公钥加密的)+签名(实际为 hash 后用私钥进行一次非对称加密运算得到)一起打包发送,这样做既保证了数据不会被中间方窃听,又保证了数据的完整性以及来源

[JasonLaw]

@vibbow #26 前面已经有很多人说了这个了，如果没有其它想法的话，最好不要重复同样的东西。如果冒犯到你的话，我先说句抱歉，我只是不想让主题包含太多没意义的信息。

[unco020511]

@evilStart 25# 签名

[BoringBB]

使用客户端证书啊，在 ssl 握手的时候，服务器可以要求客户端提供证书来验证身份

[geniussoft]

@also24 啥？ U 蹲被破解？

以后开通网上银行，要求用户默背 2048 位密钥，并且熟练掌握口算非对称加密，绝对不能动笔😂

[also24]

@unco020511 #17
看内容要参照上下文，不要直接臆测某句话的意思。

『单向的 https 』 指的是 https 只有『单向加密』么？
当然不是，参照上下文可以得出，此处指的是最常使用的，只有『单向认证』的 https，在后面的楼层中，我专门强调了 https 是支持『双向认证』的。

那『加密』和『认证』有什么区别呢？
加密只是用来保证数据在传输的过程中，其它人无法解码。
认证则是为了证明自己是自己。

在最常见的『单向认证』的 https 使用形式中，只对服务器端进行了『认证』。
客户端内置有可信根证书机构的证书信息，服务端持有根证书签发的中间证书签发的服务器证书（大部分场景下，还包含了相应的证书链信息），客户端通过验证服务端的证书，即可确认返回的信息是否确实来自对应的服务端。

也就是，让你确认『你请求的是银行』。

但是此时，银行能通过这个 https 连接信息确认『你是你』么？当然不能，因为每个人都可以这样发起连接。
想要确认『你是你』，就必须通过登录等其它手段来进行验证。

此时，如果引入『双向认证』，也就是客户端也持有一份证书，在 https 握手的时候发给服务端，服务端验证证书可信后才会放行。
在这个场景下，如果每个人持有的证书是独立的，就可以做到银行通过 https 的握手信息就能确认『你是你』。


最后小结：
1 、不要把『加密』和『认证』混淆了，二者虽然有联系，但不等同
2 、最常见的 https 使用方式都是『单向认证』，但不要忽视了『双向认证』的存在

[xylophone21]

说一下我的理解吧
1 、U Key 这种，额外的硬件。里面的私钥可以认为是读不出来的
2 、不能用 U Key，那么只能做一些假设
2.1 用户不会自己配合泄露私有，特别是配合很复杂时。比如打开浏览器的开发者页面做一顿骚操作，把手机借给黑客等。
2.2 黑客不能通过程序很容易的获取到，主要靠 OS 、浏览器保护。比如不能读别人的 localstorage，不允许跨域等
2.3 万一用户配合泄露了，不影响其他人

[JasonLaw]

@unco020511 #27

你说“完整的非对称加密流程包括:对原文非对称加密+签名”，但是我看了 https://en.wikipedia.org/wiki/Public-key_cryptography，里面所说的是：

With public-key cryptography, robust authentication is also possible. A sender can combine a message with a private key to create a short digital signature on the message. Anyone with the sender's corresponding public key can combine that message with a claimed digital signature; if the signature matches the message, the origin of the message is verified (i.e., it must have been made by the owner of the corresponding private key).

按照它所说的，非对称加密是非对称加密，签名是签名，并不是“包括”的关系。

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还有你说“签名是用私钥进行一次非对称加密运算得到”，我不同意加密这个说法，“签名是使用私钥产生的”会更加准确。

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我对安全方面并不是特别了解，如果有错误的地方，希望你能够指出。

[unco020511]

@JasonLaw #27 没错,你说的更准确,非对称加密不包括验签,我想表达的是非对称加密与验签往往成套出现.所以我用的是"非对称加密流程",而不是"非对称加密"
----你说的签名使用私钥产生这句话肯定是对的,因为"产生"这个词范围很大,我想表达是更具体一些的原理,非对称加密的算法有多种,但最终都是经过"复杂精密设计过的数学运算",有一个特点就是非对称加密和解密使用的是同一个"计算方式"(并不是逆运算,这与对称加密的算法有本质区别),所以加密和解密其实都是同样的数学运算,如果要抠字眼,那加密和解密其实不应该有严格区分.
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“签名是用私钥进行一次非对称加密运算得到”,可以改成"签名是用私钥进行一次非对称运算(可能没有这个词,那就是数学运算)得到"
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我认为我俩表达的实际上完全是一个东西

[JasonLaw]

@FaiChou #22 你的这个回复是回复哪个的？如果你愿意的话，可以指出我的错误，而不是不愿意分享的样子。

[unco020511]

@also24 #32 抱歉,我是没有看到你原贴后面楼层的内容,只是看到楼主单独贴出的内容,所以就进行了讨论,误解了你的观点.
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"银行确认是你"这个问题,你说的是业务方面[权限][用户]的身份确认,我说的是主机 a 与主机 b 通信中的身份确认,都没有错,只是没有对到一起

周末愉快

[JasonLaw]

@unco020511 #37
@also24 #32

我的错🤐

[also24]

@JasonLaw #34
@unco020511 #35
关于『签名』，我想要补充一下，其实『签名』这个词，也是可以产生误解的。

你们在讨论的『签名』，其实默认了在说『 RSA 签名』，是一种具体的签名机制。

原回复中的『签名』，其实是一个宽泛概念，只要能起到对内容验证的作用，就算签名，实际上，很多时候都在用更简单的方式来生成这种签名。

例如：md5( data + sk + nonce + ts)
这就是一种很常用的模式，它与 『 RSA 签名』毫无关联，但是从作用上来说，也可以被称作『签名』。

[Lemeng]

u 盾，多少年前就可以。现在估计企业的银行业务都还是靠 u 盾，不过普通人用的少了

[Quarter]

为啥私钥要在浏览器端存储啊，最多浏览器存存公钥就差不多了

[Jooooooooo]

先用对称加密交换密钥, 这个交换过程公网公开可见

然后再用这个密钥干活

[FaiChou]

@JasonLaw 36 楼。

我看了你的问题和对上面的回复，感觉是对加密算法这些概念不是很清楚，所以让你先去学习下，我并没有什么好分享的，要分享也只是搬运网上的知识点过来，所以还是指出知识点让你自己去看更好。看了楼下的讨论，或许讨论多了你更能知道自己的疑问所在。可能最后一句冲突到了你，抱歉。
关于加密算法这里面有个简易的教程： http://blog.cnbang.net/tech/3386/

希望能帮到你。



@evilStart 谢谢指出问题，4 楼我的回复有错。

[wzwb]

@walpurgis

[wooyuntest]

此处的签名 指的不是非对称加密算法（如 RSA 、ECC 等）算法中的签名、此处的签名指的只是对浏览器发出的 http 报文用前后端约定好的算法生成一个 sign 字段附在报文中，后段程序接到请求后，使用同样的算法再次计算 sign 并与你发送的报文中的 sign 字段比对，若 sign==sign 则认为报文没有经过篡改（在 App 没有被逆向得到加密算法的情况下），也就是你说的“才能让银行知道这些东西全都是你带的，别人没有夹带”。 这种做法常常用在 App 中来防止用户抓包修改报文以实现一些爬虫、辅助功能或用来测试后段的安全性。（因为在拿不到签名算法的情况下，用户篡改的报文在 ckecksign 阶段就被拒绝了），在基于浏览器的 web 应用中不会有这种做法，如果在浏览器中使用这种做法，会直接将加密算法公开，使得这种验签来判断报文没有经过修改的方式失去意义。

//但是这种做法银行还是没有办法确认你就是你，判断你访问的银行就是真正的银行，是基于 PKI 体系来实现的。所以目前银行用来判断你就是你，用的方法也类似。在硬件设备（也就是常说的 U 盾）中创建非对称密钥对，导出公钥并与你关联，私有永久保存在 u 盾中，认证的时候，有一个密码学常见的 challenge-response 过程来实现。（可以思考下 ssh 密钥对登陆的密码学原理）

//可以看下 webauthn 的介绍和文档，他实现了 passless，也是未来 web 认证的趋势。会有不少新的收获。

//ps 在配备有 Touch ID 的 Mac 上用 Safari 登陆 iCloud 的时候，只用验证指纹，思考下这个是如何实现的？

[Nyarime]

https://secure.quantumca.com.cn QuantumCA 的前端（下简称“Secure Center”）颁发 SSL 证书平台采用了 WebCrypto + WebAssembly 的前端私钥方案

具体策略如下：
1. 浏览器 JS 调用 WebCrypto 来生成 CSR + KEY （ RSA 或 ECC ），
2. 用户提交 SSL 订单，发送 CSR 和用户的域名信息到 Quantum 服务器，
3. Quantum 服务器提交到 CA，
4. CA 签发 SSL 证书，回调给 Quantum，
5. Secure Center 利用接口返回的 SSL 和浏览器本地（ localStorage ）的私钥，用 WebAssembly + Go 转换出 IIS 的 PFX 格式证书，和 Java 的 JKS 证书，并打包压缩 ZIP，生成 Blob 对象绑定到下载按钮上。


以上是我们采用的高性能的，解决信任问题的证书签发下发系统。

参考文献：
1. <Go WebAssembly 尝试&瘦身> - 2020/09/16 https://yryz.net/post/go-wasm/