Node.js 中的 crypto.randomFillSync(buffer[, offset][, size]) 函数

Node.js 中的 crypto.randomFillSync() 函数是内置 crypto 模块的一个重要函数，开发者可以利用它进行加密操作。这个函数的作用是用随机数据填充一个缓冲区，这在许多应用中都非常重要，例如生成安全令牌、加密数据或创建随机标识符。

Crypto 模块

Crypto 提供 Node.js 中的加密功能，作为 OpenSSL 的哈希、HMAC、加密、解密、签名和验证函数的一组封装。除此之外，Node.js 还支持随机数生成。这对于许多与安全相关的操作非常重要，包括生成加密安全的密码、加密密钥和 UUID。

Crypto 模块的另一个方面是它能够使用安全随机数生成器生成随机字节，这正是 crypto.randomFillSync() 函数所描述的核心功能。随机性保证了不可预测性，并且是加密应用中最重要的元素之一，因为可预测性很容易被利用。

crypto.randomFillSync() 函数概述

crypto.randomFillSync() 方法以同步模式用加密强伪随机数据填充缓冲区。这种方法通常在你想要随机字节并且想要它们快速或确定地获得时很有用，这意味着操作在进行到下一行代码之前完成。它阻塞了进一步的代码执行，直到操作完成，但这并不是一个问题。

语法

它具有以下语法：

参数

• Buffer：这是将被填充随机数据的缓冲区。缓冲区是一种 node.js 对象，专门用于存储二进制数据和 crypto。randomFillSync() 函数直接在缓冲区上工作，用随机值填充它。
• Offset（可选）：这是缓冲区中随机数据开始写入的索引。默认值为 0，随机字节将从缓冲区的第一个字节开始。
• Size：这是要在缓冲区中写入的字节数。如果未指定，函数将从 offset 开始填充缓冲区直到缓冲区末尾。

返回值

此方法返回已填充随机字节的已修改缓冲区。由于 crypto.randomFillSync() 是同步的，并且在缓冲区填充完毕之前执行不会继续。

异常

如果缓冲区不是有效的 Buffer 实例，或者 size 或 offset 无效，则会引发 TypeError。当系统的底层随机数生成器失败时，也可能引发错误。

crypto.randomFillSync() 的用法

crypto, randomFillSync() 的主要用途是生成加密安全的随机数据。这些数据可能是身份验证令牌、用于加密的唯一密钥，或者仅仅是在测试时提供帮助的随机二进制数据。

基本示例

输出

说明

在此示例中，使用 Buffer.alloc() 填充 16 字节的内存空间缓冲区，并使用 crypto.randomFillSync() 进行随机填充。如果调用 console.log(buffer)，它将打印出内容为随机值的缓冲区。

带 Offset 和 Size 的示例

你还可以传递 offset 和 size 参数来精确指定要用随机数据填充缓冲区的哪个部分以及要生成多少数据。

输出

说明

在此示例中，crypto.randomFillSync() 函数从缓冲区的第 4 个字节开始填充随机字节，并写入 8 个随机字节。缓冲区剩余的部分将从第 4 个字节到第 11 个字节用随机字节填充，缓冲区中的其他部分保持不变。

crypto.randomFillSync() 的阻塞或非阻塞性质

由于 crypto.randomFillSync() 是同步的，它将在运行时阻塞事件循环。对于少量数据（例如仅几个字节）来说，这是可以忽略的。但是，如果你正在填充大型缓冲区（例如数兆字节的随机数据），你可能会在具有高并发性的应用程序中遇到性能问题。对于此类应用程序，使用异步 crypto.randomFill() 函数更安全，该函数的工作方式类似，但不会阻塞事件循环。

现在，让我们将 crypto.randomFillSync() 与其异步版本 crypto.randomFill() 进行比较

输出

说明

在异步版本中，事件循环可以在生成随机字节时自由处理其他任务，使其成为性能关键或高并发场景的更好选择。

加密强随机性

Crypto.randomFillSync() 生成加密强随机数据，这意味着生成的随机数是不可预测的，即使有人知道该系统先前生成的一些其他随机数。这种随机性对于安全相关的函数（例如生成加密密钥或令牌）至关重要，因为可预测性很容易被用来攻击系统。

crypto.randomFillSync() 的用例

1. 生成 API 密钥和令牌： 在大多数 Web 应用程序中，你需要为用户的会话、API 密钥或密码重置生成唯一的令牌，所有这些都需要安全、不可预测且难以猜测。crypto.randomFillSync() 方法可以轻松生成此类令牌。

输出

2. 生成测试随机数据： 在测试任何可能处理二进制数据或加密的应用程序时，有时可能需要某种随机二进制数据。以下是使用 crypto: randomFillSync() 快速有效地完成此操作的方法。

3. 加密密钥生成： 大多数 加密算法都需要安全生成的密钥来进行数据加密和解密。你可以应用 crypto.randomFillSync() 来确保生成密钥的随机性和安全性。