Generator losowych ciągów Base64

Bajty, znaki i entropia

Siłę losowego ciągu mierzy się w bitach entropii. Każdy losowy bajt dodaje 8 bitów, więc 16 bajtów daje 128 bitów, a 32 bajty – 256 bitów. Base64 zmienia jedynie sposób zapisu tych bajtów: każdy znak niesie 6 bitów, a każde 3 bajty zamieniają się w 4 znaki. Narzędzie pokazuje entropię każdego ciągu, więc można ją sprawdzić jednym rzutem oka.

Gdy jednostką są bajty losowych danych, wynik dekoduje się dokładnie do ustawionej liczby losowych bajtów – właśnie tego potrzebują klucze i sekrety. Gdy jednostką są znaki, otrzymujesz dokładnie tyle znaków, ile ustawiono, a każdy z nich jest wybierany z równym prawdopodobieństwem spośród 64 znaków alfabetu; ta jednostka przydaje się, gdy system wymaga tokena o stałej długości i przechowuje go jako tekst.

Gdzie używa się losowych wartości Base64

• Sekrety JWT. RFC 7518 wymaga klucza HMAC co najmniej tak długiego jak wynik funkcji hashującej: 32 bajty dla HS256, 48 dla HS384 i 64 dla HS512. Niektóre biblioteki używają ciągu sekretu bezpośrednio, inne najpierw dekodują go z Base64, więc sprawdź, czego oczekuje używana biblioteka. Dekoder JWT weryfikuje podpisy od HS256 do HS512 z sekretem w każdej z tych postaci, a generator HMAC przyjmuje klucz jako tekst, hex lub Base64.
• Klucze aplikacji. Laravel przechowuje na przykład 32-bajtowy klucz szyfrowania w pliku .env jako APP_KEY=base64:..., czyli w tej samej postaci co 32-bajtowy ciąg z tego narzędzia.
• Obiekty Secret w Kubernetes. Wartości w polu data muszą być zapisane w standardowym Base64 z dopełnieniem. Ciąg wygenerowany w jednostce bajtów, w wariancie „Standardowy” i z włączonym dopełnieniem można tam wpisać bezpośrednio, a Pod otrzyma surowe losowe bajty. Jeśli aplikacja oczekuje samego tekstu Base64, umieść go zamiast tego w polu stringData.
• Tokeny w adresach URL. Linki do resetowania hasła, kody zaproszeń i inne tokeny przesyłane w adresach URL powinny używać wariantu bezpiecznego dla URL, który zastępuje + i / znakami - i _. Szczegóły znajdziesz na stronie Base64URL.

Dlaczego crypto.getRandomValues, a nie Math.random

Math.random() to szybki generator ogólnego przeznaczenia. Jego wyniki nie są projektowane tak, by były nieprzewidywalne, a w niektórych silnikach stan wewnętrzny da się odtworzyć na podstawie kilku wartości. To narzędzie korzysta z crypto.getRandomValues() – kryptograficznie bezpiecznego generatora inicjowanego przez system operacyjny, czyli z tego samego rodzaju źródła, na którym opierają się openssl rand i moduł secrets w Pythonie. Wartości powstają na urządzeniu i nigdy nie są wysyłane ani zapisywane.

Generowanie losowego Base64 w kodzie

# Powłoka: 32 losowe bajty jako Base64 (44 znaki)
openssl rand -base64 32
head -c 32 /dev/urandom | base64

# Python
import base64, secrets
base64.b64encode(secrets.token_bytes(32)).decode()
secrets.token_urlsafe(32)        # bezpieczny dla URL, bez dopełnienia, 43 znaki

// Node.js
const crypto = require('crypto');
crypto.randomBytes(32).toString('base64');
crypto.randomBytes(32).toString('base64url');   // bezpieczny dla URL, bez dopełnienia

// Przeglądarka
const bytes = crypto.getRandomValues(new Uint8Array(32));
btoa(String.fromCharCode(...bytes));