NodeJS 加密：重用 cipher 对象以提高性能

Question

我想要 nodejs 和一个加密的 MongoDB 数据库。我担心性能。考虑以下用例：

1. 我有一个加密数据库，我从中检索加密字符串列表（例如名称） [_encrypted_name_1, _encrypted_name_2, ...]
2. 我想解密该列表中的所有元素

由于我担心性能，我做了一些测试来弄清楚。 我观察到，与加密/解密非常大的字符串相比，加密/解密大量小字符串非常慢。

考虑以下示例：

var crypto = require('crypto'),
    _ = require('lodash'),
    encryptedStringArray = [],
    decryptedStringArray = [],
    encryptedLongString,
    NB_ITERATION = 100000,
    stringArray = [],
    longString = '',
    myString = 'Your Name';

function encrypt(text){
    var cipher = crypto.createCipher('aes-256-cbc', 'd6F3Efeq');
    var crypted = cipher.update(text, 'utf8', 'hex');
    crypted += cipher.final('hex');
    return crypted;
}
function decrypt(text){
    var decipher = crypto.createDecipher('aes-256-cbc', 'd6F3Efeq');
    var dec = decipher.update(text, 'hex', 'utf8');
    dec += decipher.final('utf8');
    return dec;
}

// SLOW: ARRAY OF STRINGS
console.time("slow");
for (var i = 0; i < NB_ITERATION; i += 1) {
    stringArray.push(myString);
}

_.forEach(stringArray, function (item) {
    encryptedStringArray.push(encrypt(item));
});

_.forEach(encryptedStringArray, function (item) {
    decryptedStringArray.push(decrypt(item)); //.toString());
});
console.timeEnd("slow");


// FAST: SUPER LONG STRING
console.time("fast");
for (var i = 0; i < NB_ITERATION; i += 1) {
    longString += myString;
}
encryptedLongString = encrypt(longString);

decrypt(encryptedLongString);
console.timeEnd("fast");


// **********************************************************************
//  FOR LOOP
// **********************************************************************
//
console.time("for_loop");
stringArray = [];
encryptedStringArray = [];
decryptedStringArray = [];
for (var i = 0; i < NB_ITERATION; i += 1) {
    stringArray.push(myString);
}

_.forEach(stringArray, function (item) {
    encryptedStringArray.push(myString);
});

_.forEach(encryptedStringArray, function (item) {
    decryptedStringArray.push(myString);
});
console.timeEnd("for_loop");



// **********************************************************************
//  CREATION OF CIPHER ONLY - NO ENCRYPTION
// **********************************************************************
function noencrypt(text){
    var cipher = crypto.createCipher('aes-256-cbc', 'd6F3Efeq');
    // var crypted = cipher.update(text, 'utf8', 'hex');
    // crypted += cipher.final('hex');
    // return crypted;
    return text;
}
function nodecrypt(text){
    var decipher = crypto.createDecipher('aes-256-cbc', 'd6F3Efeq');
    // var dec = decipher.update(text, 'hex', 'utf8');
    // dec += decipher.final('utf8');
    // return dec;
    return text;
}

// SLOW
console.time("slow_nocrypt");
for (var i = 0; i < NB_ITERATION; i += 1) {
    stringArray.push(myString);
}

_.forEach(stringArray, function (item) {
    encryptedStringArray.push(noencrypt(item));
});

_.forEach(encryptedStringArray, function (item) {
    decryptedStringArray.push(nodecrypt(item)); //.toString());
});
console.timeEnd("slow_nocrypt");


// FAST
console.time("fast_nocrypt");
for (var i = 0; i < NB_ITERATION; i += 1) {
    longString += myString;
}
encryptedLongString = noencrypt(longString);

nodecrypt(encryptedLongString);
console.timeEnd("fast_nocrypt");

结果如下：

• 慢：2078ms
• 快速：20ms
• for_loop: 14 毫秒
• slow_nocrypt：1898 毫秒
• fast_nocrypt：1 毫秒

大部分时间都花在创建 Cipher 对象上。因此，我想使用相同的密码对象来加密/解密字符串列表。在这种情况下，需要正确处理初始化向量：

• 如何处理初始化向量？
• 创建密码对象后，是否可以更改其初始化向量？

理想的场景可能是使用以下伪代码所示的流对象：

var myArray = [
    {to_encrypt: 'Your Name 1', iv: INIT_VECTOR_1}, 
    {to_encrypt: 'Your Name 2', iv: INIT_VECTOR_2}];
var encrypted_array = [];

streamify(myArray)
    .pipe(CIPHER_WITH_IV_UPDATE)
    .write(streamify(encrypted_array));

Answer 1

您的代码实际上很慢，因为对称算法在离散块中工作。

当您加密单个字符串Your Name 时，密码会用随机字节填充它以达到块大小（128 位）的倍数。

因此，您的慢速版本实际上是为每个字符串加密更多数据。

为了加快速度，要么使用更小的块大小，要么每个块加密更多的数据。