【分布式websocket】聊天系统消息加密如何做

前言

先介绍一下对称加密算法，在介绍一下加密流程，然后是介绍一下查询加密消息的策略。然后结合现有技术架构然后去选型。
决定采用客户端解密。简而言之就是采用对称服务端加密。然后将加密内容存储到消息表的content字段。然后客户拉取content字段 然后解密。拉取到消息解密后进行展示。客户存储的时候进行加密。
目前已经写的文章有。并且有对应视频版本。
git项目地址 【IM即时通信系统（企聊聊）】点击可跳转
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前端项目技术选型以及页面展示【第二期】
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对称加密算法

对称加密算法是一种加密方法，其中加密和解密使用相同的密钥。这类算法通常比非对称加密算法更快，适用于大量数据的加密。以下是一些常用的对称加密算法：

  1. AES（高级加密标准）
    描述：AES是目前最广泛使用的对称加密算法之一，被认为是非常安全的。它支持128、192和256位的密钥长度。
    应用：文件加密、SSL/TLS中的数据传输加密、无线网络加密等。
  2. DES（数据加密标准）
    描述：DES曾是最流行的对称加密算法，但由于其56位的密钥长度被认为不再安全，现在已经较少使用。
    应用：早期的银行系统和金融交易加密。
  3. 3DES（三重数据加密算法）
    描述：为了增强DES的安全性，3DES被提出，它通过三次连续加密来增加破解的难度。
    应用：金融支付系统、政府通信加密等。

聊天软件采取服务端加密流程

  1. 用户身份验证
    用户登录：用户通过用户名和密码登录聊天应用。应用可能还会采用多因素认证来增强安全性。
    身份验证：服务端验证用户的身份信息。验证成功后，用户才能开始发送和接收消息。
  2. 生成加密密钥
    密钥生成：服务端为每个用户或会话生成一个唯一的加密密钥。这个密钥用于加密和解密用户的消息。
    密钥管理：服务端负责管理所有用户的加密密钥。这包括密钥的存储、更新和废弃。
  3. 消息加密
    加密过程：当用户A发送消息给用户B时，用户A的客户端先将消息发送到服务端。服务端使用用户B的加密密钥对消息进行加密。
    存储加密消息：加密后的消息存储在服务端，直到用户B准备接收它。
  4. 消息传输
    消息传输：当用户B请求消息时，服务端将加密的消息发送给用户B的客户端。
    端到端加密选项：虽然这里讨论的是服务端加密，一些聊天应用还提供端到端加密作为额外的安全措施，其中消息在客户端加密，并且只能由接收方的客户端解密。
  5. 消息解密
    解密过程：用户B的客户端收到加密的消息后，使用相应的解密密钥对消息进行解密，然后展示给用户B。
  6. 密钥更新和废弃
    定期更新：为了保持高安全性，服务端定期更新加密密钥。
    废弃旧密钥：当密钥被更新时，旧密钥被安全地废弃，以防止旧密钥被滥用。

服务端对数据进行加密后查询历史消息改怎么查询

  1. 加密索引
    方法：为加密数据创建索引，在数据加密之前或加密同时，提取关键信息并对这些信息进行加密，然后将加密后的索引存储在数据库中。查询时，对查询关键字进行相同的加密处理，并使用加密后的关键字来搜索加密的索引。
    优点：保持了数据的加密状态，同时实现了加密数据的可查询性。
    缺点：需要谨慎设计索引策略，以避免泄露敏感信息。
  2. 全部解密后查询
    方法：将请求的数据集全部解密，然后在解密后的数据上执行查询操作。
    优点：实现简单，可以直接应用现有的查询逻辑。
    缺点：性能低下，特别是在数据量大时；安全性降低，因为需要在服务端解密大量数据。
  3. 客户端解密后查询
    方法：将加密的历史消息发送到客户端，然后在客户端进行解密和查询。
    优点：服务端不需要处理解密，保持了较高的安全性。
    缺点：增加了客户端的负担，可能影响用户体验；对于大量数据的场景不适用。

服务端加密后消息类型

服务端加密后的消息类型通常不再是原始的字符串（string）类型，而是转换成了字节序列（byte array）。加密过程通常涉及将明文字符串转换为字节，然后使用加密算法对这些字节进行加密，最终生成的加密数据是一个字节序列。
在实际应用中，为了便于存储或传输，加密后的字节序列常常会被编码为字符串。最常用的编码方式包括Base64编码，这种编码方式可以将二进制的字节序列转换为ASCII字符串，便于在网络中传输或在文本系统中存储。
示例
假设服务端使用AES加密算法对一个消息进行加密：
加密前：原始消息是一个字符串（string），例如：“Hello, world!”。
加密过程：
首先，将字符串转换为字节序列。
使用AES加密算法对字节序列进行加密，得到加密后的字节序列。
加密后：直接得到的加密结果是字节序列（byte array）。为了便于处理，这个字节序列通常会被转换为Base64编码的字符串。

服务端加密客户端和服务端代码

首先，我们会在Java（Spring Boot后端）中实现加密和解密流程，然后提供一个简化的JavaScript示例来展示如何在前端进行解密和解码。

Java后端加密和Base64编码

假设我们使用AES加密，并且使用Base64进行编码。
AES加密后是字节流，然后需要字符串，所以使用Base64再次进行加密.

import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.KeyGenerator;
import javax.crypto.SecretKey;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;
import java.util.Base64;public class AesEncryptionExample {public static void main(String[] args) throws Exception {// 生成AES密钥KeyGenerator keyGenerator = KeyGenerator.getInstance("AES");keyGenerator.init(128); // 可以是128, 192或256SecretKey secretKey = keyGenerator.generateKey();byte[] keyBytes = secretKey.getEncoded();// 初始化Cipher对象用于加密Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES");cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, new SecretKeySpec(keyBytes, "AES"));// 加密数据String originalText = "Hello, world!";byte[] encryptedBytes = cipher.doFinal(originalText.getBytes());// 使用Base64编码加密后的数据String encodedString = Base64.getEncoder().encodeToString(encryptedBytes);System.out.println("加密并编码后的字符串: " + encodedString);// 解密过程// 使用Base64解码byte[] decodedBytes = Base64.getDecoder().decode(encodedString);// 初始化Cipher对象用于解密cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, new SecretKeySpec(keyBytes, "AES"));// 解密数据byte[] decryptedBytes = cipher.doFinal(decodedBytes);String decryptedText = new String(decryptedBytes);System.out.println("解密后的字符串: " + decryptedText);}
}
JavaScript前端解密和解码

假设你已经有了由后端提供的加密并编码后的字符串和密钥（在实际应用中，密钥的传输需要安全处理，这里简化处理），下面是如何在前端使用crypto-js进行解密和解码的示例。
首先，确保安装了crypto-js：

npm install crypto-js

import CryptoJS from 'crypto-js';// 假设这是从后端接收到的加密并编码后的字符串
const encodedString = '...'; // 使用上面Java代码生成的字符串
// 假设这是共享的密钥（实际应用中需要安全地处理密钥）
const key = '...'; // 使用上面Java代码中的密钥（需要转换为适合前端使用的格式）// 使用Base64解码
const decryptedBytes = CryptoJS.AES.decrypt(encodedString, key);
const decryptedText = decryptedBytes.toString(CryptoJS.enc.Utf8);console.log("解密后的字符串: " + decryptedText);

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