企业级应用安全传输：Vue3+Nest.js AES加密方案设计与实现

Vue3+Nest.js+AES数据传输安全加固方案设计与实现

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引言

在当今Web应用开发中，前后端分离架构已成为主流。Vue3作为前端框架的佼佼者，与Nest.js这一强大的Node.js后端框架结合，能够构建高效的企业级应用。然而，数据在前后端传输过程中的安全性问题不容忽视。本文将详细介绍如何利用AES加密算法在Vue3和Nest.js之间构建安全的数据传输通道。

一、数据传输安全背景与挑战

1.1 常见Web安全威胁

• 中间人攻击(MITM)：攻击者在通信双方之间拦截数据
• 数据窃听：未加密的数据容易被网络嗅探工具捕获
• 数据篡改：传输中的数据可能被恶意修改

1.2 HTTPS的局限性

虽然HTTPS提供了传输层安全，但仍存在以下问题：

• 服务器端可以查看明文数据
• 某些场景下可能配置不当导致降级攻击
• 不保护数据在应用层的安全

1.3 应用层加密的必要性

在HTTPS基础上增加应用层AES加密可以：

• 实现端到端加密
• 防止服务器管理员直接查看敏感数据
• 满足更高级别的安全合规要求

二、技术选型与方案设计

2.1 AES算法选择

采用AES-256-CBC模式，原因如下：

• 256位密钥提供更强的安全性
• CBC模式需要IV(初始化向量)，增加安全性
• 兼容性好，前后端实现一致

2.2 密钥管理方案

采用分层密钥管理策略：

1. 主密钥：存储在环境变量中，不直接用于加密
2. 会话密钥：每次会话动态生成，用主密钥加密后传输
3. 数据密钥：用于实际数据加密，定期轮换

2.3 整体架构设计

[Vue3前端] <-HTTPS-> [Nest.js后端]
    |                      |
[AES加密模块]        [AES解密模块]
    |                      |
[业务数据]            [业务数据]

三、前端Vue3实现

3.1 加密工具类封装

// src/utils/crypto.js
import CryptoJS from 'crypto-js';

const AES_KEY = process.env.VUE_APP_AES_KEY; // 从环境变量获取密钥
const IV_LENGTH = 16; // AES块大小

/**
 * AES加密函数
 * @param {string} data 待加密数据
 * @param {string} key 加密密钥
 * @returns {string} 加密后的Base64字符串
 */
export function encrypt(data, key = AES_KEY) {
   
   
  try {
   
   
    const iv = CryptoJS.lib.WordArray.random(IV_LENGTH);
    const encrypted = CryptoJS.AES.encrypt(
      JSON.stringify(data),
      CryptoJS.enc.Utf8.parse(key),
      {
   
   
        iv: iv,
        mode: CryptoJS.mode.CBC,
        padding: CryptoJS.pad.Pkcs7
      }
    );
    // 将IV和密文拼接后返回
    return iv.concat(encrypted.ciphertext).toString(CryptoJS.enc.Base64);
  } catch (error) {
   
   
    console.error('Encryption error:', error);
    throw new Error('Encryption failed');
  }
}

/**
 * AES解密函数
 * @param {string} encryptedData 加密数据
 * @param {string} key 解密密钥
 * @returns {object} 解密后的对象
 */
export function decrypt(encryptedData, key = AES_KEY) {
   
   
  try {
   
   
    const encryptedDataBytes = CryptoJS.enc.Base64.parse(encryptedData);
    const iv = encryptedDataBytes.clone();
    iv.sigBytes = IV_LENGTH;
    iv.clamp();
    
    const ciphertext = encryptedDataBytes.clone();
    ciphertext.words.splice(0, IV_LENGTH / 4);
    ciphertext.sigBytes -= IV_LENGTH;
    
    const decrypted = CryptoJS.AES.decrypt(
      {
   
    ciphertext: ciphertext },
      CryptoJS.enc.Utf8.parse(key),
      {
   
   
        iv: iv,
        mode: CryptoJS.mode.CBC,
        padding: CryptoJS.pad.Pkcs7
      }
    );
    
    return JSON.parse(decrypted.toString(CryptoJS.enc.Utf8));
  } catch (error) {
   
   
    console.error('Decryption error:', error);
    throw new Error('Decryption failed');
  }
}

3.2 Axios请求拦截器配置

// src/utils/request.js
import axios from 'axios';
import {
   
    encrypt } from './crypto';

const service = axios.create({
   
   
  baseURL: process.env.VUE_APP_BASE_API,
  timeout: 10000
});

// 请求拦截器 - 加密请求数据
service