ตัวสร้าง Base64 แบบสุ่ม

ไบต์ อักขระ และเอนโทรปี

ความแข็งแรงของสตริงสุ่มวัดเป็นจำนวนบิตของเอนโทรปี ไบต์สุ่มแต่ละไบต์เพิ่มเอนโทรปี 8 บิต ดังนั้น 16 ไบต์จึงให้ 128 บิต และ 32 ไบต์ให้ 256 บิต Base64 เปลี่ยนเพียงวิธีเขียนไบต์เหล่านั้น โดยอักขระแต่ละตัวบรรจุข้อมูล 6 บิต และทุก 3 ไบต์จะกลายเป็น 4 อักขระ เครื่องมือจะแสดงเอนโทรปีของแต่ละสตริงไว้ให้ คุณจึงตรวจสอบได้ในทันที

เมื่อใช้หน่วยไบต์ เอาต์พุตจะถอดรหัสได้เป็นไบต์สุ่มตามจำนวนนั้นพอดี ซึ่งเป็นสิ่งที่คีย์และข้อมูลลับต้องการ เมื่อใช้หน่วยอักขระ คุณจะได้อักขระตามจำนวนที่กำหนดพอดี โดยแต่ละตัวถูกเลือกจากชุดตัวอักษร 64 ตัวด้วยโอกาสที่เท่ากัน ให้ใช้หน่วยนี้เมื่อระบบต้องการโทเค็นที่มีความยาวคงที่และจัดเก็บไว้เป็นข้อความ

ค่า Base64 แบบสุ่มนำไปใช้ที่ใดบ้าง

• คีย์ลับ JWT RFC 7518 กำหนดให้คีย์ HMAC ยาวอย่างน้อยเท่ากับเอาต์พุตของแฮช คือ 32 ไบต์สำหรับ HS256, 48 ไบต์สำหรับ HS384 และ 64 ไบต์สำหรับ HS512 บางไลบรารีใช้สตริงคีย์ลับตามที่เป็นอยู่ ขณะที่บางไลบรารีจะถอดรหัส Base64 ก่อน จึงควรตรวจสอบว่าไลบรารีที่คุณใช้ต้องการแบบใด ตัวถอดรหัส JWT ตรวจสอบลายเซ็น HS256 ถึง HS512 ได้ด้วยคีย์ลับทั้งสองแบบ และตัวสร้าง HMAC รับคีย์ได้ทั้งในรูปแบบข้อความ เลขฐานสิบหก และ Base64
• คีย์ของแอปพลิเคชัน ตัวอย่างเช่น Laravel เก็บคีย์เข้ารหัสลับขนาด 32 ไบต์ไว้ในไฟล์ .env ในรูป APP_KEY=base64:... ซึ่งเป็นรูปแบบเดียวกับสตริง 32 ไบต์ที่ได้จากเครื่องมือนี้
• Kubernetes Secret ค่าที่อยู่ใต้ data ต้องเป็น Base64 มาตรฐานที่มีแพดดิง สตริงที่สร้างด้วยหน่วยไบต์ รูปแบบมาตรฐาน และเปิดแพดดิงไว้ สามารถใส่ลงไปได้โดยตรง และ Pod จะได้รับไบต์สุ่มดิบ หากแอปพลิเคชันต้องการตัวข้อความ Base64 เอง ให้ใส่ไว้ใต้ stringData แทน
• โทเค็นใน URL ลิงก์รีเซ็ตรหัสผ่าน รหัสคำเชิญ และโทเค็นอื่น ๆ ที่ส่งผ่าน URL ควรใช้รูปแบบปลอดภัยสำหรับ URL ซึ่งจะแทนที่ + และ / ด้วย - และ _ ดูรายละเอียดได้ที่ Base64URL

ทำไมเครื่องมือนี้จึงเลือกใช้ crypto.getRandomValues แทนตัวสร้างเลขสุ่มทั่วไปอย่าง Math.random

Math.random() เป็นตัวสร้างเลขสุ่มอเนกประสงค์ที่ทำงานเร็ว แต่ไม่ได้ออกแบบมาให้ผลลัพธ์คาดเดาไม่ได้ และในเอนจินบางตัว สถานะภายในสามารถคำนวณย้อนกลับได้จากค่าเพียงไม่กี่ค่า เครื่องมือนี้ใช้ crypto.getRandomValues() ซึ่งเป็นตัวสร้างเลขสุ่มที่ปลอดภัยสำหรับงานเข้ารหัสลับ โดยได้ค่าตั้งต้น (seed) จากระบบปฏิบัติการ และเป็นแหล่งสุ่มประเภทเดียวกับที่อยู่เบื้องหลัง openssl rand และโมดูล secrets ของ Python ค่าทั้งหมดถูกสร้างบนอุปกรณ์ของคุณ และไม่มีการส่งหรือจัดเก็บไว้ที่ใด

สร้าง Base64 แบบสุ่มด้วยโค้ด

# Shell: ไบต์สุ่ม 32 ไบต์ในรูป Base64 (44 อักขระ)
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)        # ปลอดภัยสำหรับ URL ไม่มีแพดดิง 43 อักขระ

// Node.js
const crypto = require('crypto');
crypto.randomBytes(32).toString('base64');
crypto.randomBytes(32).toString('base64url');   // ปลอดภัยสำหรับ URL ไม่มีแพดดิง

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