เราได้เห็นแล้วว่าไลบรารีใช้เพื่อทริกเกอร์ข้อความ Push ได้อย่างไร แต่ไลบรารีเหล่านี้ทําอะไรกันแน่
นั่นคือมีการส่งคําขอเครือข่ายไปพร้อมกับตรวจสอบว่าคําขอดังกล่าวอยู่ในรูปแบบที่ถูกต้อง ข้อกำหนดที่กําหนดคําขอเครือข่ายนี้คือ Web Push Protocol
ส่วนนี้จะอธิบายวิธีที่เซิร์ฟเวอร์ระบุตัวตนด้วยคีย์เซิร์ฟเวอร์แอปพลิเคชัน และวิธีส่งเพย์โหลดที่เข้ารหัสและข้อมูลที่เชื่อมโยง
การดำเนินการนี้ไม่ใช่วิธีที่ดูดีของ Web Push และฉันไม่ใช่ผู้เชี่ยวชาญด้านการเข้ารหัส แต่เรามาลองดูแต่ละส่วนกัน เนื่องจากการทราบสิ่งที่ไลบรารีเหล่านี้ทําอยู่เบื้องหลังจะเป็นประโยชน์
คีย์เซิร์ฟเวอร์แอปพลิเคชัน
เมื่อสมัครใช้บริการผู้ใช้ เราจะส่ง applicationServerKey ระบบจะส่งคีย์นี้ไปยังบริการ Push และใช้เพื่อตรวจสอบว่าแอปพลิเคชันที่สมัครรับข้อมูลผู้ใช้เป็นแอปพลิเคชันเดียวกันกับที่เรียกให้แสดงข้อความ Push ด้วย
เมื่อเราทริกเกอร์ข้อความ Push จะมีชุดส่วนหัวที่เราส่งไปซึ่งอนุญาตให้บริการ Push ตรวจสอบสิทธิ์แอปพลิเคชัน (ซึ่งกำหนดโดยข้อกำหนด VAPID)
ทั้งหมดนี้หมายความว่าอย่างไรและเกิดอะไรขึ้นบ้าง ขั้นตอนการตรวจสอบสิทธิ์เซิร์ฟเวอร์แอปพลิเคชันมีดังนี้
- เซิร์ฟเวอร์แอปพลิเคชันจะเซ็นข้อมูล JSON บางรายการด้วยคีย์แอปพลิเคชันส่วนตัว
- ระบบจะส่งข้อมูลที่เซ็นชื่อนี้ไปยังบริการ Push เป็นส่วนหัวในคำขอ POST
- บริการ Push จะใช้คีย์สาธารณะที่จัดเก็บไว้ซึ่งได้รับจาก
pushManager.subscribe()เพื่อตรวจสอบว่าข้อมูลที่ได้รับได้รับการรับรองโดยคีย์ส่วนตัวที่เกี่ยวข้องกับคีย์สาธารณะ โปรดทราบ: คีย์สาธารณะคือapplicationServerKeyที่ส่งไปยังการเรียก subscribe - หากข้อมูลที่มีการรับรองถูกต้อง บริการ Push จะส่งข้อความ Push ไปยังผู้ใช้
ตัวอย่างของขั้นตอนนี้คือ (โปรดดูคำอธิบายที่ด้านซ้ายล่างเพื่อระบุคีย์สาธารณะและคีย์ส่วนตัว)
"ข้อมูลที่ลงนาม" ที่เพิ่มลงในส่วนหัวในคําขอคือ JSON Web Token
โทเค็นเว็บ JSON
JSON Web Token (หรือ JWT เรียกสั้นๆ) คือวิธีส่งข้อความไปยังบุคคลที่สามเพื่อให้ผู้รับตรวจสอบได้ว่าใครเป็นผู้ส่ง
เมื่อบุคคลที่สามได้รับข้อความ บุคคลที่สามจะต้องขอรับคีย์สาธารณะของผู้ส่งและใช้คีย์ดังกล่าวเพื่อตรวจสอบลายเซ็นของ JWT หากลายเซ็นถูกต้อง แสดงว่า JWT ต้องได้รับการเซ็นชื่อด้วยคีย์ส่วนตัวที่ตรงกัน จึงต้องมาจากผู้ส่งที่คาดไว้
มีไลบรารีมากมายใน https://jwt.io/ ที่สามารถดำเนินการลงนามให้คุณได้ และเราขอแนะนำให้คุณดำเนินการดังกล่าวหากทำได้ มาดูวิธีสร้าง JWT ที่ลงนามด้วยตนเองเพื่อไม่ให้ขาดข้อมูล
พุชจากเว็บและ JWT ที่ลงชื่อ
JWT ที่ลงชื่อเป็นสตริงเพียงสตริงเดียว แต่คุณอาจคิดว่าเป็นสตริง 3 รายการที่เชื่อมต่อกันด้วยจุด
สตริงแรกและสตริงที่ 2 (ข้อมูล JWT และข้อมูล JWT) คือชิ้นส่วนของ JSON ที่เข้ารหัส Base64 ซึ่งหมายความว่าสามารถอ่านได้แบบสาธารณะ
สตริงแรกคือข้อมูลเกี่ยวกับ JWT เอง ซึ่งระบุอัลกอริทึมที่ใช้ในการสร้างลายเซ็น
ข้อมูล JWT สําหรับ Web Push ต้องมีข้อมูลต่อไปนี้
{
"typ": "JWT",
"alg": "ES256"
}
สตริงที่ 2 คือข้อมูล JWT ข้อมูลนี้ระบุข้อมูลเกี่ยวกับผู้ส่ง JWT, ผู้ที่ JWT กำหนดให้ใช้ และระยะเวลาที่ JWT ใช้งานได้
สําหรับ Web Push ข้อมูลจะมีรูปแบบดังนี้
{
"aud": "https://some-push-service.org",
"exp": "1469618703",
"sub": "mailto:example@web-push-book.org"
}
ค่า aud คือ "กลุ่มเป้าหมาย" กล่าวคือผู้ที่ JWT กำหนดให้ สําหรับ Push บนเว็บ กลุ่มเป้าหมายคือบริการ Push เราจึงตั้งค่าเป็นต้นทางของบริการ Push
ค่า exp คือวันหมดอายุของ JWT ซึ่งจะป้องกันไม่ให้ผู้แอบดูใช้ JWT ซ้ำได้หากมีการสกัดกั้น การหมดอายุเป็นการประทับเวลาเป็นวินาทีและต้องไม่เกิน 24 ชั่วโมง
ใน Node.js การตั้งค่าวันหมดอายุจะใช้คำสั่งต่อไปนี้
Math.floor(Date.now() / 1000) + 12 * 60 * 60;
โดยระบบจะตั้งค่าเป็น 12 ชั่วโมงแทน 24 ชั่วโมงเพื่อหลีกเลี่ยงปัญหาเกี่ยวกับความแตกต่างของนาฬิการะหว่างแอปพลิเคชันส่งและบริการ Push
สุดท้าย ค่า sub ต้องเป็น URL หรืออีเมล mailto
การดำเนินการนี้เพื่อให้บริการ Push ค้นหาข้อมูลติดต่อจาก JWT ได้หากจำเป็นต้องติดต่อผู้ส่ง (นี่คือเหตุผลที่ไลบรารี Web Push ต้องใช้อีเมล)
ข้อมูล JWT ได้รับการเข้ารหัสเป็นสตริง Base64 ที่ปลอดภัยสำหรับ URL เช่นเดียวกับข้อมูล JWT
สตริงที่ 3 ซึ่งเป็นลายเซ็นคือผลลัพธ์ที่ได้จากการนําสตริง 2 รายการแรก (ข้อมูล JWT และข้อมูล JWT) มารวมกันโดยใช้อักขระจุด ซึ่งเราจะเรียกว่า "โทเค็นที่ไม่มีลายเซ็น" และเซ็นชื่อ
กระบวนการลงนามกำหนดให้ต้องเข้ารหัส "โทเค็นที่ไม่มีการรับรอง" โดยใช้ ES256 ตามข้อกำหนด JWT นั้น ES256 ย่อมาจาก "ECDSA โดยใช้เส้นโค้ง P-256 และอัลกอริทึมแฮช SHA-256" เมื่อใช้การเข้ารหัสเว็บ คุณสามารถสร้างลายเซ็นได้ดังนี้
// Utility function for UTF-8 encoding a string to an ArrayBuffer.
const utf8Encoder = new TextEncoder('utf-8');
// The unsigned token is the concatenation of the URL-safe base64 encoded
// header and body.
const unsignedToken = .....;
// Sign the |unsignedToken| using ES256 (SHA-256 over ECDSA).
const key = {
kty: 'EC',
crv: 'P-256',
x: window.uint8ArrayToBase64Url(
applicationServerKeys.publicKey.subarray(1, 33)),
y: window.uint8ArrayToBase64Url(
applicationServerKeys.publicKey.subarray(33, 65)),
d: window.uint8ArrayToBase64Url(applicationServerKeys.privateKey),
};
// Sign the |unsignedToken| with the server's private key to generate
// the signature.
return crypto.subtle.importKey('jwk', key, {
name: 'ECDSA', namedCurve: 'P-256',
}, true, ['sign'])
.then((key) => {
return crypto.subtle.sign({
name: 'ECDSA',
hash: {
name: 'SHA-256',
},
}, key, utf8Encoder.encode(unsignedToken));
})
.then((signature) => {
console.log('Signature: ', signature);
});
บริการ Push สามารถตรวจสอบ JWT โดยใช้คีย์เซิร์ฟเวอร์แอปพลิเคชันสาธารณะเพื่อถอดรหัสลายเซ็นและตรวจสอบว่าสตริงที่ถอดรหัสแล้วเหมือนกับ "โทเค็นที่ไม่มีการรับรอง" (นั่นคือสตริง 2 รายการแรกใน JWT)
ระบบจะส่ง JWT ที่ลงชื่อ (สตริงทั้ง 3 รายการที่ต่อด้วยจุด) ไปยังบริการ Push บนเว็บเป็นส่วนหัว Authorization ที่มี WebPush นำหน้า ดังนี้
Authorization: 'WebPush [JWT Info].[JWT Data].[Signature]';
โปรโตคอล Web Push ยังระบุว่าต้องส่งคีย์เซิร์ฟเวอร์แอปพลิเคชันสาธารณะในส่วนหัว Crypto-Key เป็นสตริงที่เข้ารหัส Base64 ซึ่งเข้ากันได้กับ URL โดยใส่ p256ecdsa= ไว้ข้างหน้า
Crypto-Key: p256ecdsa=[URL Safe Base64 Public Application Server Key]
การเข้ารหัสเพย์โหลด
ต่อไปมาดูวิธีส่งเพย์โหลดด้วยข้อความ Push เพื่อให้เว็บแอปเข้าถึงข้อมูลที่รับได้เมื่อได้รับข้อความ Push
คำถามที่พบบ่อยจากผู้ที่เคยใช้บริการ Push อื่นๆ คือ "ทำไมจึงต้องมีการเข้ารหัสเพย์โหลดของ Web Push" เมื่อใช้แอปเนทีฟ ข้อความ Push จะส่งข้อมูลเป็นข้อความธรรมดาได้
หนึ่งในข้อดีของ Web Push คือนักพัฒนาแอปไม่ต้องกังวลว่าบริการ Push ใดจะเป็นผู้ส่ง เนื่องจากบริการ Push ทั้งหมดใช้ API เดียวกัน (โปรโตคอล Web Push) เราจึงส่งคำขอในรูปแบบที่ถูกต้องและคาดหวังว่าระบบจะส่งข้อความ Push ข้อเสียของการดำเนินการนี้คือนักพัฒนาแอปอาจส่งข้อความไปยังบริการ Push ที่ไม่น่าเชื่อถือ การเข้ารหัสเพย์โหลดจะทำให้บริการ Push อ่านข้อมูลที่ส่งไม่ได้ มีเพียงเบราว์เซอร์เท่านั้นที่ถอดรหัสข้อมูลได้ ซึ่งจะช่วยปกป้องข้อมูลของผู้ใช้
การเข้ารหัสของเพย์โหลดจะกำหนดไว้ในข้อกำหนดการเข้ารหัสข้อความ
ก่อนที่จะดูขั้นตอนที่เฉพาะเจาะจงในการเข้ารหัสเพย์โหลดข้อความ Push เราควรพูดถึงเทคนิคบางอย่างที่จะใช้ในการเข้ารหัส (ขอขอบคุณอย่างยิ่ง Mat Scales สำหรับบทความที่ยอดเยี่ยมเกี่ยวกับการเข้ารหัสแบบพุช)
ECDH และ HKDF
ทั้ง ECDH และ HKDF จะใช้ตลอดกระบวนการเข้ารหัสและมีประโยชน์สำหรับวัตถุประสงค์ในการเข้ารหัสข้อมูล
ECDH: การแลกเปลี่ยนคีย์ Diffie-Hellman แบบ Elliptic Curve
สมมติว่าคุณมี 2 คนที่ต้องการแชร์ข้อมูล ได้แก่ ขวัญใจและบัญชา ทั้งขวัญใจและบัญชามีคีย์สาธารณะและคีย์ส่วนตัวของตนเอง Alice และ Bob แชร์คีย์สาธารณะให้กัน
คุณสมบัติที่มีประโยชน์ของคีย์ที่สร้างขึ้นด้วย ECDH คือ Alice สามารถใช้คีย์ส่วนตัวของเธอและคีย์สาธารณะของ Bob เพื่อสร้างค่าลับ "X" บ็อบก็ทำแบบเดียวกันได้โดยใช้คีย์ส่วนตัวและคีย์สาธารณะของอลิสเพื่อสร้างค่า "X" เดียวกัน ซึ่งทำให้ "X" เป็นข้อมูลลับที่แชร์ และ Alice และ Bob จะต้องแชร์คีย์สาธารณะเท่านั้น ตอนนี้บัญชาและขวัญใจจะใช้ "X" เพื่อเข้ารหัสและถอดรหัสข้อความระหว่างกันได้
ECDH ตามความรู้เท่าที่มีของฉันจะกำหนดคุณสมบัติของเส้นโค้งที่อนุญาตให้มี "ฟีเจอร์" นี้ในการสร้างคีย์ลับที่แชร์ "X"
นี่เป็นคำอธิบายระดับสูงของ ECDH หากต้องการดูข้อมูลเพิ่มเติม เราขอแนะนำให้ดูวิดีโอนี้
ในส่วนของโค้ด ภาษา / แพลตฟอร์มส่วนใหญ่จะมีไลบรารีที่ช่วยให้สร้างคีย์เหล่านี้ได้ง่าย
ในโหนด เราจะทำดังนี้
const keyCurve = crypto.createECDH('prime256v1');
keyCurve.generateKeys();
const publicKey = keyCurve.getPublicKey();
const privateKey = keyCurve.getPrivateKey();
HKDF: ฟังก์ชันการสร้างคีย์ตาม HMAC
Wikipedia มีคำอธิบายสั้นๆ เกี่ยวกับ HKDF ดังนี้
HKDF คือฟังก์ชันการสร้างคีย์ที่อิงตาม HMAC ซึ่งจะเปลี่ยนข้อมูลคีย์ที่อ่อนแอให้กลายเป็นข้อมูลคีย์ที่รัดกุมทางวิทยาการเข้ารหัส ตัวอย่างเช่น สามารถใช้เพื่อแปลงความลับที่แชร์ซึ่ง Diffie Hellman แลกเปลี่ยนเป็นข้อมูลคีย์ที่เหมาะสมสําหรับใช้ในการเข้ารหัส การตรวจสอบความสมบูรณ์ หรือการตรวจสอบสิทธิ์
โดยพื้นฐานแล้ว HKDF จะรับอินพุตที่ไม่ปลอดภัยมากนักและทำให้ปลอดภัยยิ่งขึ้น
ข้อกำหนดที่กําหนดการเข้ารหัสนี้ต้องใช้ SHA-256 เป็นอัลกอริทึมแฮชของเรา และคีย์ที่ได้สําหรับ HKDF ใน Push บนเว็บไม่ควรมีความยาวเกิน 256 บิต (32 ไบต์)
ใน Node การติดตั้งใช้งานอาจมีลักษณะดังนี้
// Simplified HKDF, returning keys up to 32 bytes long
function hkdf(salt, ikm, info, length) {
// Extract
const keyHmac = crypto.createHmac('sha256', salt);
keyHmac.update(ikm);
const key = keyHmac.digest();
// Expand
const infoHmac = crypto.createHmac('sha256', key);
infoHmac.update(info);
// A one byte long buffer containing only 0x01
const ONE_BUFFER = new Buffer(1).fill(1);
infoHmac.update(ONE_BUFFER);
return infoHmac.digest().slice(0, length);
}
ขอขอบคุณบทความของ Mat Scale สำหรับโค้ดตัวอย่างนี้
ซึ่งครอบคลุมถึง ECDH และ HKDF อย่างคร่าวๆ
ECDH เป็นวิธีที่ปลอดภัยในการแชร์คีย์สาธารณะและสร้างคีย์ลับที่ใช้ร่วมกัน HKDF เป็นวิธีเปลี่ยนข้อมูลที่ไม่เป็นความปลอดภัยให้ปลอดภัย
ซึ่งจะใช้ในระหว่างการเข้ารหัสของเพย์โหลด ต่อไปมาดูสิ่งที่เราใช้เป็นอินพุตและวิธีเข้ารหัสกัน
อินพุต
เมื่อต้องการส่งข้อความ Push ไปยังผู้ใช้พร้อมเพย์โหลด เราต้องใช้อินพุต 3 อย่างต่อไปนี้
- เพย์โหลด
authsecret from thePushSubscription- กุญแจ
p256dhจากPushSubscription
เราเห็นว่ามีการดึงค่า auth และ p256dh จาก PushSubscription แต่เพื่อเป็นการช่วยเตือนอย่างรวดเร็ว สำหรับการสมัครใช้บริการ เราต้องการค่าต่อไปนี้
subscription.toJSON().keys.auth;
subscription.toJSON().keys.p256dh;
subscription.getKey('auth');
subscription.getKey('p256dh');
ค่า auth ควรถือเป็นข้อมูลลับและไม่ควรแชร์กับบุคคลภายนอกแอปพลิเคชัน
คีย์ p256dh คือคีย์สาธารณะ ซึ่งบางครั้งเรียกว่าคีย์สาธารณะของลูกค้า ในที่นี้เราจะเรียก p256dh ว่าคีย์สาธารณะสำหรับการสมัครใช้บริการ เบราว์เซอร์จะสร้างคีย์สาธารณะสำหรับการสมัครใช้บริการ เบราว์เซอร์จะเก็บคีย์ส่วนตัวไว้เป็นความลับและใช้เพื่อถอดรหัสเพย์โหลด
ค่า 3 ค่าเหล่านี้ ได้แก่ auth, p256dh และ payload ต้องใช้เป็นอินพุต และผลลัพธ์ของกระบวนการเข้ารหัสจะเป็นเพย์โหลดที่เข้ารหัส ค่า Salt และคีย์สาธารณะที่ใช้เพื่อเข้ารหัสข้อมูลเท่านั้น
เกลือ
Salt ต้องเป็นข้อมูลแบบสุ่ม 16 ไบต์ ใน NodeJS เราจะทำตามขั้นตอนต่อไปนี้เพื่อสร้าง Salt
const salt = crypto.randomBytes(16);
คีย์สาธารณะ / คีย์ส่วนตัว
คีย์สาธารณะและส่วนตัวควรสร้างขึ้นโดยใช้รูปไข่ P-256 ซึ่งเราจะทำใน Node ดังนี้
const localKeysCurve = crypto.createECDH('prime256v1');
localKeysCurve.generateKeys();
const localPublicKey = localKeysCurve.getPublicKey();
const localPrivateKey = localKeysCurve.getPrivateKey();
เราจะเรียกคีย์เหล่านี้ว่า "คีย์ในเครื่อง" คีย์เหล่านี้ใช้เพื่อการเข้ารหัสเท่านั้น และไม่มีส่วนเกี่ยวข้องกับคีย์เซิร์ฟเวอร์แอปพลิเคชัน
เมื่อป้อนข้อมูลเพย์โหลด ข้อมูลลับสำหรับการให้สิทธิ์ และคีย์สาธารณะสำหรับการสมัครใช้บริการ รวมถึงเกลือและชุดคีย์ในเครื่องที่สร้างขึ้นใหม่ เราก็พร้อมที่จะเข้ารหัส
คีย์ลับที่แชร์
ขั้นตอนแรกคือสร้างคีย์ลับที่ใช้ร่วมกันโดยใช้คีย์สาธารณะสำหรับการสมัครใช้บริการและคีย์ส่วนตัวใหม่ (จำคำอธิบาย ECDH เกี่ยวกับ Alice และ Bob ได้ไหม ง่ายๆ แค่นั้นเลย)
const sharedSecret = localKeysCurve.computeSecret(
subscription.keys.p256dh,
'base64',
);
ซึ่งจะใช้ในขั้นตอนถัดไปเพื่อคํานวณคีย์แบบสุ่มจำลอง (PRK)
คีย์แบบสุ่มเทียม
คีย์แบบสุ่มจำลอง (PRK) คือคีย์ที่รวมข้อมูลลับของการตรวจสอบสิทธิ์การสมัครใช้บริการ Push เข้ากับข้อมูลลับที่ใช้ร่วมกันซึ่งเราเพิ่งสร้างขึ้น
const authEncBuff = new Buffer('Content-Encoding: auth\0', 'utf8');
const prk = hkdf(subscription.keys.auth, sharedSecret, authEncBuff, 32);
คุณอาจสงสัยว่าสตริง Content-Encoding: auth\0 มีไว้เพื่ออะไร
กล่าวโดยย่อคือ ไม่ได้ระบุวัตถุประสงค์อย่างชัดเจน แม้ว่าเบราว์เซอร์จะถอดรหัสข้อความขาเข้าและมองหาการเข้ารหัสเนื้อหาที่คาดไว้ได้
\0 จะเพิ่มไบต์ที่มีค่าเป็น 0 ไปยังส่วนท้ายของบัฟเฟอร์ เบราว์เซอร์จะคาดหวังสิ่งนี้เมื่อถอดรหัสข้อความ ซึ่งจะคาดหวังจำนวนไบต์จำนวนมากสำหรับการเข้ารหัสเนื้อหา ตามด้วยไบต์ที่มีค่า 0 ตามด้วยข้อมูลที่เข้ารหัส
คีย์แบบสุ่มจำลองของเราเป็นเพียงการเรียกใช้การตรวจสอบสิทธิ์ ข้อมูลลับที่ใช้ร่วมกัน และข้อมูลการเข้ารหัสผ่าน HKDF (กล่าวคือทำให้การเข้ารหัสมีความรัดกุมมากขึ้น)
บริบท
"บริบท" คือชุดไบต์ที่ใช้คำนวณ 2 ค่าในภายหลังในเบราว์เซอร์ที่เข้ารหัส โดยพื้นฐานแล้วคืออาร์เรย์ของไบต์ที่มีคีย์สาธารณะสำหรับการสมัครใช้บริการและคีย์สาธารณะในเครื่อง
const keyLabel = new Buffer('P-256\0', 'utf8');
// Convert subscription public key into a buffer.
const subscriptionPubKey = new Buffer(subscription.keys.p256dh, 'base64');
const subscriptionPubKeyLength = new Uint8Array(2);
subscriptionPubKeyLength[0] = 0;
subscriptionPubKeyLength[1] = subscriptionPubKey.length;
const localPublicKeyLength = new Uint8Array(2);
subscriptionPubKeyLength[0] = 0;
subscriptionPubKeyLength[1] = localPublicKey.length;
const contextBuffer = Buffer.concat([
keyLabel,
subscriptionPubKeyLength.buffer,
subscriptionPubKey,
localPublicKeyLength.buffer,
localPublicKey,
]);
บัฟเฟอร์บริบทสุดท้ายคือป้ายกำกับ จำนวนไบต์ในคีย์สาธารณะของการสมัครใช้บริการ ตามด้วยคีย์นั้นๆ ตามด้วยจำนวนไบต์ของคีย์สาธารณะในเครื่อง ตามด้วยคีย์นั้นๆ
ค่าบริบทนี้ช่วยให้เราสร้าง Nonce และคีย์การเข้ารหัสเนื้อหา (CEK) ได้
คีย์การเข้ารหัสเนื้อหาและ Nonce
Nonce คือค่าที่ป้องกันการโจมตีด้วยการเล่นซ้ำ เนื่องจากควรใช้เพียงครั้งเดียวเท่านั้น
คีย์การเข้ารหัสเนื้อหา (CEK) คือคีย์ที่จะใช้ในการเข้ารหัสเพย์โหลดของเราในท้ายที่สุด
ก่อนอื่นเราต้องสร้างไบต์ของข้อมูลสำหรับ Nonce และ CEK ซึ่งก็คือสตริงการเข้ารหัสเนื้อหาตามด้วยบัฟเฟอร์บริบทที่เราเพิ่งคํานวณ
const nonceEncBuffer = new Buffer('Content-Encoding: nonce\0', 'utf8');
const nonceInfo = Buffer.concat([nonceEncBuffer, contextBuffer]);
const cekEncBuffer = new Buffer('Content-Encoding: aesgcm\0');
const cekInfo = Buffer.concat([cekEncBuffer, contextBuffer]);
ระบบจะเรียกใช้ข้อมูลนี้ผ่าน HKDF ซึ่งรวม Salt และ PRK เข้ากับ nonceInfo และ cekInfo
// The nonce should be 12 bytes long
const nonce = hkdf(salt, prk, nonceInfo, 12);
// The CEK should be 16 bytes long
const contentEncryptionKey = hkdf(salt, prk, cekInfo, 16);
ซึ่งจะช่วยให้เราได้รับคีย์การเข้ารหัสเนื้อหาและ Nonce
ดำเนินการเข้ารหัส
เมื่อเรามีคีย์การเข้ารหัสเนื้อหาแล้ว เราก็จะเข้ารหัสเพย์โหลดได้
เราสร้างการเข้ารหัส AES128 โดยใช้คีย์การเข้ารหัสเนื้อหาเป็นคีย์ และ Nonce เป็นเวกเตอร์การเริ่มต้น
ใน Node การดำเนินการนี้จะมีลักษณะดังนี้
const cipher = crypto.createCipheriv(
'id-aes128-GCM',
contentEncryptionKey,
nonce,
);
ก่อนที่จะเข้ารหัสเพย์โหลด เราต้องกำหนดจำนวนการเติมที่เราต้องการเพิ่มไว้ด้านหน้าของเพย์โหลด เหตุผลที่เราต้องการเพิ่มการเติมคือเพื่อป้องกันความเสี่ยงที่นักดักฟังจะระบุ "ประเภท" ของข้อความตามขนาดของเพย์โหลดได้
คุณต้องเพิ่มการถ่วง 2 ไบต์เพื่อระบุความยาวของการถ่วงเพิ่มเติม
ตัวอย่างเช่น หากไม่ได้เพิ่มการเติม คุณจะมีไบต์ 2 รายการที่มีค่า 0 ซึ่งหมายความว่าไม่มีการเติม และหลังจากไบต์ 2 รายการนี้ คุณจะต้องอ่านเพย์โหลด หากคุณเพิ่มการเติม 5 ไบต์ ไบต์ 2 ตัวแรกจะมีค่าเป็น 5 ดังนั้นผู้บริโภคจะอ่านอีก 5 ไบต์ แล้วเริ่มอ่านเพย์โหลด
const padding = new Buffer(2 + paddingLength);
// The buffer must be only zeros, except the length
padding.fill(0);
padding.writeUInt16BE(paddingLength, 0);
จากนั้นเราจะนำการเติมและเพย์โหลดไปเข้ารหัสนี้
const result = cipher.update(Buffer.concat(padding, payload));
cipher.final();
// Append the auth tag to the result -
// https://nodejs.org/api/crypto.html#crypto_cipher_getauthtag
const encryptedPayload = Buffer.concat([result, cipher.getAuthTag()]);
ตอนนี้เรามีเพย์โหลดที่เข้ารหัสแล้ว เย้!
สิ่งที่เหลืออยู่คือการกำหนดวิธีส่งเพย์โหลดนี้ไปยังบริการ Push
ส่วนหัวและเนื้อหาของเพย์โหลดที่เข้ารหัส
หากต้องการส่งเพย์โหลดที่เข้ารหัสนี้ไปยังบริการ Push เราจะต้องกำหนดส่วนหัวที่แตกต่างกัน 2-3 รายการในคำขอ POST
ส่วนหัวการเข้ารหัส
ส่วนหัว "การเข้ารหัส" ต้องมีเกลือที่ใช้เข้ารหัสเพย์โหลด
เกลือ 16 ไบต์ควรเข้ารหัส Base64 URL-safe และเพิ่มลงในส่วนหัวการเข้ารหัส ดังนี้
Encryption: salt=[URL Safe Base64 Encoded Salt]
ส่วนหัวคีย์การเข้ารหัส
เราพบว่ามีการใช้ส่วนหัว Crypto-Key ในส่วน "คีย์เซิร์ฟเวอร์แอปพลิเคชัน" เพื่อเก็บคีย์เซิร์ฟเวอร์แอปพลิเคชันสาธารณะ
ส่วนหัวนี้ยังใช้เพื่อแชร์คีย์สาธารณะในเครื่องที่ใช้เข้ารหัสเพย์โหลดด้วย
ส่วนหัวที่ได้จะมีลักษณะดังนี้
Crypto-Key: dh=[URL Safe Base64 Encoded Local Public Key String]; p256ecdsa=[URL Safe Base64 Encoded Public Application Server Key]
ส่วนหัวประเภท ความยาว และการเข้ารหัสเนื้อหา
ส่วนหัว Content-Length คือจํานวนไบต์ในเพย์โหลดที่เข้ารหัส ส่วนส่วนหัว "Content-Type" และ "Content-Encoding" จะเป็นค่าคงที่
ดังที่แสดงด้านล่าง
Content-Length: [Number of Bytes in Encrypted Payload]
Content-Type: 'application/octet-stream'
Content-Encoding: 'aesgcm'
เมื่อตั้งค่าส่วนหัวเหล่านี้แล้ว เราจะต้องส่งเพย์โหลดที่เข้ารหัสเป็นเนื้อหาของคำขอ โปรดทราบว่า Content-Type ตั้งค่าเป็น application/octet-stream เนื่องจากต้องส่งเพย์โหลดที่เข้ารหัสเป็นสตรีมไบต์
ใน NodeJS เราจะทำดังนี้
const pushRequest = https.request(httpsOptions, function(pushResponse) {
pushRequest.write(encryptedPayload);
pushRequest.end();
ต้องการส่วนหัวเพิ่มเติมไหม
เราได้อธิบายส่วนหัวที่ใช้สำหรับคีย์ JWT / เซิร์ฟเวอร์แอปพลิเคชัน (เช่น วิธีระบุแอปพลิเคชันด้วยบริการ Push) และอธิบายส่วนหัวที่ใช้ส่งเพย์โหลดที่เข้ารหัสแล้ว
นอกจากนี้ยังมีส่วนหัวเพิ่มเติมที่บริการ Push ใช้เพื่อเปลี่ยนลักษณะการทํางานของข้อความที่ส่ง โดยจำเป็นต้องระบุส่วนหัวเหล่านี้บางรายการ ในขณะที่ส่วนหัวอื่นๆ จะเป็นส่วนหัวที่ไม่บังคับ
ส่วนหัว TTL
จำเป็น
TTL (หรือ Time To Live) คือจำนวนเต็มซึ่งระบุจำนวนวินาทีที่คุณต้องการให้ข้อความ Push แสดงอยู่ในบริการ Push ก่อนที่จะส่ง เมื่อ TTL หมดอายุ ระบบจะนำข้อความออกจากคิวบริการ Push และจะไม่นำส่งข้อความ
TTL: [Time to live in seconds]
หากคุณตั้งค่า TTL เป็น 0 บริการ Push จะพยายามส่งข้อความทันที แต่หากเข้าถึงอุปกรณ์ไม่ได้ ระบบจะทิ้งข้อความออกจากคิวบริการ Push ทันที
ในทางเทคนิคแล้ว บริการ Push สามารถลด TTL ของข้อความ Push ได้หากต้องการ คุณสามารถตรวจสอบได้ว่าเกิดกรณีนี้ขึ้นหรือไม่โดยดูที่ส่วนหัว TTL ในการตอบกลับจากบริการ Push
หัวข้อ
ไม่บังคับ
หัวข้อคือสตริงที่สามารถใช้แทนที่ข้อความที่รอดำเนินการด้วยข้อความใหม่ได้หากมีชื่อหัวข้อที่ตรงกัน
ซึ่งจะมีประโยชน์ในสถานการณ์ที่มีการส่งข้อความหลายรายการขณะที่อุปกรณ์ออฟไลน์อยู่ และคุณต้องการให้ผู้ใช้เห็นเฉพาะข้อความล่าสุดเมื่อเปิดอุปกรณ์เท่านั้น
กรณีเร่งด่วน
ไม่บังคับ
ระดับความเร่งด่วนจะบอกบริการ Push ว่าข้อความสำคัญกับผู้ใช้เพียงใด บริการ Push สามารถใช้ข้อมูลนี้เพื่อประหยัดอายุการใช้งานแบตเตอรี่ของอุปกรณ์ของผู้ใช้โดยจะตื่นขึ้นเพื่อรับข้อความสำคัญเท่านั้นเมื่อแบตเตอรี่เหลือน้อย
ค่าส่วนหัวจะกําหนดตามที่แสดงด้านล่าง ค่าเริ่มต้นคือ normal
Urgency: [very-low | low | normal | high]
ทุกอย่างรวมกัน
หากมีคำถามเพิ่มเติมเกี่ยวกับวิธีการทำงานของทุกอย่างนี้ คุณสามารถดูวิธีที่ไลบรารีทริกเกอร์ข้อความ Push ได้ในองค์กร web-push-libs
เมื่อคุณมีเพย์โหลดที่เข้ารหัสและส่วนหัวข้างต้นแล้ว คุณก็เพียงแค่ต้องส่งคําขอ POST ไปยัง endpoint ใน PushSubscription
เราจะทำอย่างไรกับคำตอบของคำขอ POST นี้
การตอบกลับจากบริการ Push
เมื่อส่งคำขอไปยังบริการ Push แล้ว คุณต้องตรวจสอบรหัสสถานะของการตอบกลับ เนื่องจากรหัสสถานะจะบอกได้ว่าคำขอสำเร็จหรือไม่
| รหัสสถานะ | คำอธิบาย |
|---|---|
| 201 | สร้างแล้ว เราได้รับและยอมรับคําขอส่งข้อความ Push แล้ว |
| 429 | มีคำขอมากเกินไป ซึ่งหมายความว่าเซิร์ฟเวอร์แอปพลิเคชันของคุณมีอัตราการส่งข้อมูลถึงขีดจำกัดด้วยบริการ Push บริการ Push ควรมีส่วนหัว "Retry-After" เพื่อระบุระยะเวลาก่อนที่คุณจะส่งคำขออีกครั้งได้ |
| 400 | คำขอไม่ถูกต้อง ซึ่งโดยทั่วไปหมายความว่าส่วนหัวรายการใดรายการหนึ่งไม่ถูกต้องหรือมีรูปแบบไม่ถูกต้อง |
| 404 | ไม่พบ ข้อความนี้บ่งบอกว่าการสมัครใช้บริการหมดอายุแล้วและใช้ไม่ได้ ในกรณีนี้ คุณควรลบ "PushSubscription" และรอให้ลูกค้าสมัครใช้บริการของผู้ใช้อีกครั้ง |
| 410 | หายไปแล้ว การสมัครใช้บริการนี้ไม่ถูกต้องอีกต่อไปและควรนําออกจากเซิร์ฟเวอร์แอปพลิเคชัน ปัญหานี้สามารถเกิดขึ้นได้โดยการเรียกใช้ Unsubscribe() ใน PushSubscription |
| 413 | เพย์โหลดมีขนาดใหญ่เกินไป น้ำหนักบรรทุกขนาดขั้นต่ำที่บริการ Push ต้องรองรับคือ 4096 ไบต์ (หรือ 4KB) |
นอกจากนี้ คุณยังอ่านมาตรฐาน Web Push (RFC8030) เพื่อดูข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับรหัสสถานะ HTTP ได้ด้วย
ขั้นตอนถัดไป
- ภาพรวมข้อความ Push บนเว็บ
- วิธีการทำงานของ Push
- การติดตามผู้ใช้
- UX ของสิทธิ์
- การส่งข้อความด้วยไลบรารี Web Push
- โปรโตคอล Web Push
- การจัดการเหตุการณ์ Push
- การแสดงการแจ้งเตือน
- ลักษณะการทํางานของการแจ้งเตือน
- รูปแบบการแจ้งเตือนที่พบบ่อย
- คำถามที่พบบ่อยเกี่ยวกับข้อความ Push
- ปัญหาที่พบได้ทั่วไปและการรายงานข้อบกพร่อง