Учебник Jsrsasign

Введение в jsrsasign
- Что такое jsrsasign и для чего он нужен
- История и развитие библиотеки
- Место jsrsasign в экосистеме криптографии JavaScript
- Сравнение с Web Crypto API, node-forge и другими альтернативами
- Поддерживаемые алгоритмы и стандарты
- Лицензирование и правила использования
Установка и настройка
- Подключение через npm
- Подключение через CDN
- Использование в браузере без сборщика
- Интеграция с webpack и rollup
- Интеграция с Vite
- Использование в Node.js
- Структура пакета и точки входа
- Минификация и оптимизация подключения
- Типизация: работа с TypeScript и файлами деклараций
Архитектура библиотеки
- Общая структура модулей
- Объект KJUR и пространства имён
- Зависимость от jsbn и CryptoJS
- Модуль crypto
- Модуль asn1
- Модуль asn1x509
- Модуль asn1cms
- Модуль asn1cades
- Модуль asn1tsp
- Модуль asn1ocsp
- Модуль jws
- Модуль jwt
- Пространство имён KEYUTIL
- Пространство имён X509
- Пространство имён ASN1HEX
- Внутренние вспомогательные функции
Основы кодирования и форматов данных
- Шестнадцатеричное представление данных в jsrsasign
- Base64 и Base64url: различия и конвертация
- PEM-формат: структура и разбор
- DER-кодирование
- BER и CER: отличия от DER
- Работа с байтовыми строками в JavaScript
- Перекодирование между форматами
- Утилиты KJUR.crypto.Util для работы с данными
- Хеши и их представление
- Работа с BigInteger через jsbn
ASN.1 — теория и практика
- Что такое ASN.1 и зачем он нужен
- Типы ASN.1: INTEGER, BIT STRING, OCTET STRING, NULL, OID
- Типы ASN.1: SEQUENCE, SET, CHOICE, ANY
- Типы ASN.1: UTF8String, PrintableString, IA5String и другие строки
- Типы ASN.1: UTCTime и GeneralizedTime
- TLV-структура: Tag, Length, Value
- Чтение и интерпретация DER вручную
- Модуль KJUR.asn1: базовые классы
- Класс KJUR.asn1.DERInteger
- Класс KJUR.asn1.DERBitString
- Класс KJUR.asn1.DEROctetString
- Класс KJUR.asn1.DERUTF8String
- Класс KJUR.asn1.DERPrintableString
- Класс KJUR.asn1.DERIA5String
- Класс KJUR.asn1.DERNull
- Класс KJUR.asn1.DERObjectIdentifier
- Класс KJUR.asn1.DERSequence
- Класс KJUR.asn1.DERSet
- Класс KJUR.asn1.DERTaggedObject
- Построение произвольных ASN.1-структур вручную
- Разбор ASN.1 с помощью ASN1HEX
- ASN1HEX.parse и обход дерева
- Получение значений по индексу и пути
- Отладка ASN.1-структур
Хеширование
- Алгоритмы хеширования, поддерживаемые jsrsasign
- Класс KJUR.crypto.MessageDigest
- Хеширование строк и бинарных данных
- Хеширование с обновлением состояния (update/digest)
- Получение хеша в hex, base64 и других форматах
- SHA-1: использование и известные ограничения
- SHA-256, SHA-384, SHA-512
- SHA-3 (Keccak)
- RIPEMD-160
- MD5 и его место в современных системах
- HMAC: теория и назначение
- Класс KJUR.crypto.Mac
- HMAC-SHA256, HMAC-SHA512 и другие варианты
- Практика: проверка целостности данных через HMAC
Симметричное шифрование
- Обзор симметричного шифрования в jsrsasign
- AES: режимы работы CBC, CTR, GCM
- Класс KJUR.crypto.Cipher
- Шифрование и расшифрование строк
- Работа с ключами и векторами инициализации
- Padding: PKCS#7 и его применение
- DES и Triple DES
- Практика: шифрование данных перед отправкой
- Ограничения и рекомендации по использованию
Асимметричное шифрование и ключи
- Основы RSA: математика без излишней теории
- Основы ECC: кривые и операции
- Класс RSAKey
- Генерация RSA-ключей с помощью KEYUTIL.generateKeypair
- Генерация EC-ключей
- DSA: генерация ключей и параметры
- Структура открытого и закрытого ключа
- Экспорт ключей: KEYUTIL.getPEM
- Импорт ключей: KEYUTIL.getKey
- Загрузка ключей из PEM, DER, JWK
- Работа с парольной защитой ключей (encrypted PEM)
- Конвертация форматов ключей
- Хранение ключей и меры безопасности
RSA-шифрование и расшифрование
- RSA-OAEP: принцип работы
- RSA-PKCS1v15: принцип работы и риски
- Шифрование данных открытым ключом
- Расшифрование данных закрытым ключом
- Ограничение на размер шифруемых данных
- Гибридное шифрование: RSA + AES на практике
- Практика: защищённая передача симметричного ключа
Цифровые подписи
- Математические основы подписи
- Подписи на основе RSA: PKCS#1 v1.5
- RSA-PSS: улучшенная схема подписи
- ECDSA: подпись на эллиптических кривых
- DSA: классическая подпись
- Класс KJUR.crypto.Signature
- Инициализация объекта подписи
- Метод updateString и updateHex
- Создание подписи: sign
- Проверка подписи: verify
- Алгоритмы подписи: полный список поддерживаемых
- Работа с хешем перед подписью
- Подпись файлов и бинарных данных
- Detached и embedded подписи
- Практика: подпись HTTP-запросов
Сертификаты X.509
- Структура сертификата X.509 v3
- Расширения сертификата: обзор
- Чтение сертификата с помощью X509
- X509.readCertPEM и X509.readCertHex
- Получение версии, серийного номера, алгоритма
- Получение subject и issuer
- Разбор DN: страна, организация, CN и другие поля
- Получение дат действия: notBefore и notAfter
- Извлечение открытого ключа из сертификата
- Расширение Subject Alternative Name (SAN)
- Расширение Key Usage и Extended Key Usage
- Расширение Basic Constraints
- Расширение Subject Key Identifier и Authority Key Identifier
- Расширение CRL Distribution Points
- Расширение Authority Information Access (AIA)
- Расширение Certificate Policies
- Fingerprint сертификата
- Построение сертификата с помощью KJUR.asn1.x509
- Класс KJUR.asn1.x509.Certificate
- Класс KJUR.asn1.x509.TBSCertificate
- Формирование DN через KJUR.asn1.x509.X500Name
- Добавление расширений при построении
- Самоподписанный сертификат: пошаговое построение
- Подпись сертификата закрытым ключом CA
Цепочки сертификатов и проверка доверия
- Понятие цепочки сертификатов
- Root CA, Intermediate CA и End-Entity сертификаты
- Проверка подписи сертификата
- Ручная верификация цепочки
- Проверка срока действия
- Проверка Key Usage
- Проверка CN и SAN
- Ограничения jsrsasign при работе с цепочками
- Интеграция с браузерным хранилищем доверия
CRL и OCSP
- Что такое CRL и зачем он нужен
- Структура CRL: поля и расширения
- Разбор CRL с помощью KJUR.asn1.x509.CRL
- Проверка отзыва по CRL
- Что такое OCSP и чем отличается от CRL
- Формат OCSP-запроса
- Формат OCSP-ответа
- Построение OCSP-запроса: KJUR.asn1.ocsp
- Разбор OCSP-ответа
- Практика: проверка статуса сертификата через OCSP
JSON Web Tokens (JWT)
- Структура JWT: header, payload, signature
- Алгоритмы подписи JWT в jsrsasign
- Создание JWT с помощью KJUR.jws.JWS.sign
- Проверка JWT с помощью KJUR.jws.JWS.verify
- Работа с алгоритмом HS256, HS384, HS512
- Работа с RS256, RS384, RS512
- Работа с ES256, ES384, ES512
- Работа с PS256, PS384, PS512
- Стандартные claims: iss, sub, aud, exp, nbf, iat, jti
- Кастомные claims
- Проверка exp и nbf
- Небезопасный JWT: alg none и защита от него
- Класс KJUR.jws.IntDate и работа со временем
- Практика: аутентификация через JWT
JSON Web Keys (JWK)
- Формат JWK: структура и поля
- JWK для RSA: n, e, d, p, q
- JWK для EC: crv, x, y, d
- JWK для симметричных ключей: k
- Конвертация PEM → JWK
- Конвертация JWK → PEM
- KEYUTIL.getKey из JWK-объекта
- KEYUTIL.getPEM в формат JWK
- JSON Web Key Set (JWKS): структура
- Практика: загрузка JWKS с сервера авторизации
- Практика: верификация JWT через JWKS
JSON Web Signature (JWS)
- Отличие JWS от JWT
- Compact Serialization
- JSON Serialization
- Построение JWS вручную
- Класс KJUR.jws.JWS
- Подпись произвольного payload
- Верификация JWS
- Использование нескольких подписей в JSON Serialization
- Защита заголовка: crit параметр
- Практика: подпись API-ответов
JSON Web Encryption (JWE)
- Обзор возможностей jsrsasign в части JWE
- Что jsrsasign поддерживает, а что нет
- Алгоритмы управления ключом
- Алгоритмы шифрования содержимого
- Структура JWE Compact Serialization
- Варианты реализации JWE в связке с другими библиотеками
CMS (Cryptographic Message Syntax)
- Что такое CMS и где применяется
- Типы ContentInfo: data, signedData, envelopedData, digestedData
- Класс KJUR.asn1.cms.SignedData
- Формирование SignedData
- SignerInfo: атрибуты и структура
- Signed attributes: contentType, messageDigest, signingTime
- Unsigned attributes
- Добавление сертификатов в SignedData
- Верификация SignedData
- EnvelopedData: структура
- RecipientInfo: KeyTransRecipientInfo
- Практика: создание CMS-подписи документа
- Практика: проверка CMS-подписи
CAdES (CMS Advanced Electronic Signatures)
- Стандарт CAdES и уровни подписи
- CAdES-BES: базовая электронная подпись
- CAdES-T: подпись с меткой времени
- CAdES-C, CAdES-X, CAdES-XL, CAdES-A: обзор
- Атрибуты CAdES в jsrsasign
- Класс KJUR.asn1.cades.SignaturePolicyIdentifier
- Класс KJUR.asn1.cades.SignatureTimeStamp
- Класс KJUR.asn1.cades.CompleteCertificateRefs
- Практика: формирование CAdES-BES
- Практика: добавление метки времени (CAdES-T)
TSP (Time-Stamp Protocol)
- Стандарт RFC 3161 и его назначение
- Структура TimeStampRequest
- Структура TimeStampResponse
- Структура TSTInfo
- Класс KJUR.asn1.tsp.TimeStampReq
- Класс KJUR.asn1.tsp.TimeStampResp
- Класс KJUR.asn1.tsp.TSTInfo
- Формирование запроса к TSA-серверу
- Разбор и верификация ответа TSA
- Практика: получение метки времени от публичного TSA
- Практика: встраивание метки времени в CMS
PKCS-стандарты в jsrsasign
- PKCS#1: RSA-ключи и подписи
- PKCS#5: шифрование закрытых ключей паролем
- PKCS#7: предшественник CMS
- PKCS#8: формат закрытого ключа
- PKCS#10: запрос на сертификат (CSR)
- Построение CSR с помощью KJUR.asn1.csr
- Класс KJUR.asn1.csr.CertificationRequest
- Поля CSR: subject, publicKey, attributes
- Подпись CSR закрытым ключом
- Разбор CSR
- PKCS#12: хранилище ключей (ограничения jsrsasign)
Эллиптические кривые в деталях
- Поддерживаемые кривые: secp256r1, secp384r1, secp521r1
- Кривые Кобица: secp256k1
- Кривые NIST и их параметры
- Кривые RFC 8422
- Генерация ключей на конкретной кривой
- Работа с координатами точек
- ECDH: обмен ключами на эллиптических кривых
- Практика: ECDH-рукопожатие
- EdDSA и ограничения jsrsasign
Работа с OID
- Что такое OID и как он устроен
- Реестр OID в jsrsasign: KJUR.asn1.x509.OID
- Конвертация OID ↔ строка
- OID алгоритмов хеширования
- OID алгоритмов подписи
- OID расширений сертификата
- OID атрибутов DN
- Добавление собственных OID
- Поиск OID по имени и наоборот
Безопасность и уязвимости
- Алгоритмы, считающиеся устаревшими
- Атака на RSA PKCS#1 v1.5 (Bleichenbacher)
- Атаки на ECDSA при повторном использовании nonce
- Небезопасное хранение ключей в браузере
- Сторонние атаки через side-channel
- alg confusion атаки в JWT
- Подмена алгоритма none в JWT
- Безопасная генерация случайных чисел
- Проверка всех полей перед доверием данным
- Рекомендации по минимальному размеру ключей
- Устаревшие функции jsrsasign и их замена
Интеграция и практические сценарии
- Подпись и верификация данных между браузером и сервером
- Взаимодействие jsrsasign и Web Crypto API
- Взаимодействие jsrsasign и OpenSSL
- Проверка сертификатов TLS вручную
- Построение простого PKI на JavaScript
- Реализация клиентской аутентификации по сертификату
- Подпись PDF через PKCS#7 и внешние инструменты
- Работа с электронной подписью по ГОСТ (ограничения)
- Юридически значимая электронная подпись: требования и реализация
- Отладка криптографических операций
Справочник API
- X509: полный список методов
- ASN1HEX: полный список методов
- KJUR.crypto.MessageDigest: методы и параметры
- KJUR.crypto.Mac: методы и параметры
- KJUR.crypto.Signature: методы и параметры
- KJUR.crypto.Cipher: методы и параметры
- KJUR.jws.JWS: методы и параметры
- KJUR.asn1: базовые классы и методы
- KJUR.asn1.x509: классы и методы
- KJUR.asn1.cms: классы и методы
- KJUR.asn1.cades: классы и методы
- KJUR.asn1.tsp: классы и методы
- KJUR.asn1.ocsp: классы и методы
- KJUR.asn1.csr: классы и методы
- Строковые идентификаторы алгоритмов
- Таблица поддерживаемых кривых
- Таблица поддерживаемых OID