Crypto APIs والأسرار: random و hash و HMAC و AES-GCM

جارٍ التحميل…

01 / ملخص الدرس

Crypto APIs والأسرار: random و hash و HMAC و AES-GCM

randomUUID و randomBytes و randomInt مقابل Math.random. الـ hash بـ sha256 (للتحقق من الملفات، مش للـ passwords). الـ HMAC للتوقيع، والمقارنة بـ timingSafeEqual مش ===. والتشفير بـ AES-256-GCM: iv عشوائي، و auth tag بيكشف أي تلاعب. والأسرار دايمًا من الـ environment، عمرها ما تتكتب في الـ code.

02 / شرح الدرس مكتوبًا

نص شرح المعلم والكود الذي كتبه ونتيجة تشغيله، بنفس ترتيب الدرس.

أهلًا بيك. أمان أي backend قايم على تلات حاجات من الـ crypto: أرقام عشوائية محدش يقدر يتوقعها، للـ tokens والـ IDs. توقيع، علشان تعرف إن الرسالة ما اتغيرتش ومين بعتها. وتشفير، علشان البيانات الحساسة ما تتقريش لو اتسرقت. و Node فيه module اسمه crypto بيعمل الحاجات دي كلها، ومبني على OpenSSL. أول حاجة: العشوائي. نشغّل.

main.js
import crypto from "node:crypto";

console.log(crypto.randomUUID());
console.log(crypto.randomBytes(32).toString("base64url"));
console.log(crypto.randomInt(100000, 1000000));

// ❌ Math.random مش للأمان: ممكن يتوقّع
console.log(Math.random());

المخرجات

$ node --env-file=.env main.js
60588315-990c-42e5-a1d9-1801fa5ea349
pXjbT0PFfQaDuW7Z9de5QJaAAsVYLWMtyNx6gm-Gk1M
151099
0.47506451911349035

UUID عشوائي، مناسب كـ ID. اتنين وتلاتين byte بالـ base64url، مناسب كـ token لإعادة الـ password مسلًا. رقم من ست digits، مناسب كـ OTP. و Math dot random طلّع رقم برضه، بس ده مش للأمان أبدًا: هو مبني على خوارزمية سريعة، ولو حد شاف شوية أرقام منه ممكن يتوقع اللي جاي. القاعدة: أي حاجة ليها علاقة بالأمان، crypto وبس. الـ hash: بتدخّل أي حاجة، وبيطلعلك بصمة بطول تابت. نفس الدخل، نفس البصمة دايمًا، وأي تغيير بسيط بيغيّرها خالص. وما ينفعش ترجع من البصمة للأصل. هنعمل sha two fifty six لـ hello مرتين، ولـ hellp. وتحت: hash لملف كامل بالـ stream. نشغّل.

main.js
import crypto from "node:crypto";

const sha = (s) => crypto.createHash("sha256").update(s).digest("hex");

console.log(sha("hello"));
console.log(sha("hello"));
console.log(sha("hellp"));

// hash لملف كامل بالـ stream (زي اللي بيعمله npm للـ packages)
import fs from "node:fs";
import { pipeline } from "node:stream/promises";
const h = crypto.createHash("sha256");
await pipeline(fs.createReadStream("package.json"), h);
console.log("package.json:", h.digest("hex").slice(0, 16), "…");

المخرجات

$ node --env-file=.env main.js
2cf24dba5fb0a30e26e83b2ac5b9e29e1b161e5c1fa7425e73043362938b9824
2cf24dba5fb0a30e26e83b2ac5b9e29e1b161e5c1fa7425e73043362938b9824
fdd7585e08c4e2afd71dcabdb4636c89d557a3f42db9e2040c8bbd1708aa4ce7
package.json: 3ca9d4afd2142508 …

أول اتنين متطابقين. و hellp، حرف واحد اختلف، والبصمة كلها اتغيرت. وبصمة package dot json. npm بيعمل كده بالزبط علشان يتأكد إن الـ package اللي نزلت هي نفس اللي اتنشرت. بس خد بالك: sha two fifty six سريع جدًّا، ودي ميزة للملفات، ومصيبة للـ passwords، لأن المهاجم يقدر يجرّب مليارات الـ passwords في التانية. الـ passwords ليها درس لوحدها بـ Argon2id. الـ HMAC: hash بس معاه secret. اللي معاه الـ secret بس يقدر يعمل التوقيع الصح. وده اللي Stripe و GitHub بيعملوه مع الـ webhooks: بيبعتولك البيانات ومعاها توقيع، وإنتَ تتأكد. الـ secret من process dot env، مش مكتوب في الـ code. و verify بتقارن بـ timingSafeEqual، مش triple equals. ليه؟ لأن triple equals بتقف عند أول حرف مختلف، فالوقت بيختلف، والمهاجم ممكن يقيس الوقت ويخمّن التوقيع حرف حرف. timingSafeEqual بتاخد نفس الوقت دايمًا.

نشغّل. والأسرار في ملف dot env، و node بيقراه بـ dash dash env-file، والملف ده في الـ gitignore زي ما اتعلمنا.

main.js
import crypto from "node:crypto";

const SECRET = process.env.WEBHOOK_SECRET;

function sign(body) {
  return crypto.createHmac("sha256", SECRET).update(body).digest("hex");
}

function verify(body, signature) {
  const expected = Buffer.from(sign(body), "hex");
  const given = Buffer.from(signature, "hex");
  return given.length === expected.length && crypto.timingSafeEqual(given, expected);
}

const body = JSON.stringify({ orderId: 7, amount: 250 });
const sig = sign(body);
console.log("signature:", sig.slice(0, 16), "…");
console.log(verify(body, sig));
console.log(verify(body.replace("250", "1"), sig));
console.log(verify(body, "00".repeat(32)));

المخرجات

$ node --env-file=.env main.js
signature: 329f2067edd1e3ad …
true
false
false

التوقيع. البيانات الأصلية: true. لما غيرنا المبلغ لواحد جنيه: false، اتكشف. وتوقيع مزيف: false. وخد بالك إن timingSafeEqual بترمي error لو الطولين مختلفين، علشان كده بنفحص الطول الأول. التشفير. AES two fifty six GCM هو المعيار. الـ key اتنين وتلاتين byte، من الـ environment. كل تشفير بـ iv عشوائي جديد، اتناشر byte. والـ GCM بيطلّع auth tag: توقيع على الـ ciphertext. و decrypt بتتحقق من الـ tag قبل ما ترجّع أي حاجة. وهنجرّب: نشفّر ونفك، ونشفّر نفس النص تاني، ونغيّر bit واحد في الـ ciphertext. نشغّل.

main.js
import crypto from "node:crypto";

// المفتاح 32 byte = 256 bit، جاي من env (base64)
const key = Buffer.from(process.env.DATA_KEY, "base64");

function encrypt(text) {
  const iv = crypto.randomBytes(12);
  const cipher = crypto.createCipheriv("aes-256-gcm", key, iv);
  const data = Buffer.concat([cipher.update(text, "utf8"), cipher.final()]);
  return { iv, data, tag: cipher.getAuthTag() };
}

function decrypt({ iv, data, tag }) {
  const decipher = crypto.createDecipheriv("aes-256-gcm", key, iv);
  decipher.setAuthTag(tag);
  return Buffer.concat([decipher.update(data), decipher.final()]).toString("utf8");
}

const box = encrypt("رقم البطاقة: 4111 1111 1111 1111");
console.log(box.data.toString("base64"));
console.log(decrypt(box));

const again = encrypt("رقم البطاقة: 4111 1111 1111 1111");
console.log("نفس النص، نفس الناتج؟", again.data.equals(box.data));

box.data[0] ^= 1; // حد غيّر bit واحد
try {
  decrypt(box);
} catch (err) {
  console.log("اتكشف التلاعب:", err.message);
}

المخرجات

$ node --env-file=.env main.js
WcqoIoUp6OWi0Rdat82XsDOVY79NLShBsWjOc9QJS/wuuhaVJC7wx+fq
رقم البطاقة: 4111 1111 1111 1111
نفس النص، نفس الناتج؟ false
اتكشف التلاعب: Unsupported state or unable to authenticate data

الـ ciphertext كلام مالوش معنى. والفك رجّع النص. ونفس النص اتشفّر لحاجة مختلفة، بفضل الـ iv العشوائي، فالمهاجم مش هيعرف إن عميلين عندهم نفس البطاقة. وأول ما غيرنا bit واحد، decrypt رمت: unable to authenticate data. أهم قاعدة: عمرك ما تكرر نفس الـ iv مع نفس الـ key في GCM، ده بيكسر التشفير خالص. علشان كده randomBytes كل مرة. التحدي: خزنة أسرار في string واحدة. في الـ database عايز تخزن رقم تليفون متشفر في عمود واحد. seal بتشفّر وترجّع string بالشكل: v one، و iv، و tag، و data، بينهم dots. و open بترجّعها، أو ترمي لو الشكل غلط أو حد لعب فيها. والـ v one دي مهمة: يوم ما تغيّر الخوارزمية أو الـ key، تعرف كل قيمة اتشفرت بأنهي نسخة. الشروط في الكومنت.

تمرين

seal(text) ← "v1.iv.tag.data" (base64url، AES-256-GCM)، و open(sealed) ترجّع النص أو ترمي bad format أو error التلاعب.

الحل. seal: iv عشوائي، و cipher، ونجمع الأجزاء الأربعة بـ join. open: split، ونتأكد من العدد والإصدار، ونحوّل التلاتة لـ Buffers بـ base64url، ونفك. وتحت: نجرّب الحالات، والتلاعب بنغيّر آخر حرف. نشغّل.

main.js
import crypto from "node:crypto";

const key = Buffer.from(process.env.DATA_KEY, "base64");
const b64 = (b) => b.toString("base64url");

function seal(text) {
  const iv = crypto.randomBytes(12);
  const cipher = crypto.createCipheriv("aes-256-gcm", key, iv);
  const data = Buffer.concat([cipher.update(text, "utf8"), cipher.final()]);
  return ["v1", b64(iv), b64(cipher.getAuthTag()), b64(data)].join(".");
}

function open(sealed) {
  const parts = sealed.split(".");
  if (parts.length !== 4 || parts[0] !== "v1") throw new Error("bad format");
  const [iv, tag, data] = parts.slice(1).map((p) => Buffer.from(p, "base64url"));
  const decipher = crypto.createDecipheriv("aes-256-gcm", key, iv);
  decipher.setAuthTag(tag);
  return Buffer.concat([decipher.update(data), decipher.final()]).toString("utf8");
}

const a = seal("01001234567");
console.log(open(a));
console.log("seal مرتين ← مختلفين:", a !== seal("01001234567"));
for (const bad of [a.slice(0, -1) + (a.at(-1) === "A" ? "B" : "A"), "v2.a.b.c"]) {
  try {
    open(bad);
  } catch (err) {
    console.log("Error:", err.message);
  }
}

المخرجات

$ node --env-file=.env main.js
01001234567
seal مرتين ← مختلفين: true
Error: Unsupported state or unable to authenticate data
Error: bad format

الرقم رجع، والمرتين مختلفين، والتلاعب اتكشف، والإصدار الغلط اترفض. الدرس الجاي: الـ worker threads، لما يبقى عندك حسابات CPU تقيلة ومش عايز توقف الـ event loop.

03 / دروس المسار (122)
  1. 01أهلًا بيك: يعني إيه backend، والكورس ده ماشي إزاي
  2. 02الملفات والفولدرات والـ terminal: تتحرك على جهازك زي المبرمجين
  3. 03Node وأول برنامج: تشغّل وتقرا رسالة الخطأ
  4. 04القيم والمتغيرات والأنواع: const و let و typeof
  5. 05القرارات والتكرار: if و === والـ truthy والـ loops
  6. 06الـ functions: parameters و return والـ arrow functions والـ scope
  7. 07الـ objects والـ arrays: destructuring و spread و map و filter و reduce
  8. 08JSON والنصوص والتواريخ: اللغة اللي الـ backend بيتكلم بيها
  9. 09الـ callbacks والـ closures وأول لمسة async: setTimeout
  10. 10الـ classes والـ errors: throw و try/catch و stack trace
  11. 11git: تحفَظ كل خطوة وترجعلها، وما تسرّبش أسرارك
  12. 12ESM و CommonJS و package exports: Node بيلاقي الـ modules إزاي
  13. 13الـ Promises و async/await: sequential و parallel والأخطاء والإلغاء
  14. 14الـ event loop والـ microtasks: Node بيعمل كل حاجة بـ thread واحد إزاي
  15. 15الـ Streams والـ Backpressure: ملفات أكبر من الـ memory
  16. 16الـ File System والـ paths: قراية وكتابة صح، ومن غير path traversal
  17. 17الـ Buffers والبيانات الـ binary: الـ bytes من جُوّه
  18. 18Crypto APIs والأسرار: random و hash و HMAC و AES-GCMانت هنا
  19. 19الـ Worker Threads: شغل CPU تقيل من غير ما توقف الـ server
  20. 20الـ Errors على مستوى الـ process: operational و programmer و crash-only
  21. 21الـ Node test runner والـ debugging: tests من غير مكتبات
  22. 22HTTP من جُوّه: الـ methods والـ status codes والـ headers
  23. 23Express والـ Routing: الـ params والـ query والترتيب والـ Router
  24. 24Express 5: إيه اللي اتغيّر، وإزاي تنقل مشروع قديم
  25. 25الـ Middleware ودورة حياة الـ request جُوّه Express
  26. 26Validation للمدخلات بـ Zod: ما تصدّقش أي حاجة جاية من برة
  27. 27تصنيف الأخطاء و Problem Details: شكل واحد لكل الـ errors
  28. 28الـ CORS والـ Cookies: المتصفح بيحمي المستخدم إزاي
  29. 29رفع الملفات وحدود الحجم: multer من غير ثغرات
  30. 30الـ Realtime: Server-Sent Events و WebSockets
  31. 31OpenAPI والـ API Versioning: عقد مكتوب، وتغيير من غير ما تكسر حد
  32. 32PostgreSQL: الـ DDL وأنواع البيانات الصح لكل عمود
  33. 33الـ Constraints: PK و FK و UNIQUE و CHECK — الـ database بتحمي نفسها
  34. 34الـ Normalization والـ ERD: تقسّم البيانات صح من أول يوم
  35. 35الـ JOINs والتجميع: INNER و LEFT و GROUP BY و HAVING و window functions
  36. 36JSONB في PostgreSQL: إمتى تستخدمه، وإزاي تسأله وتعمله index
  37. 37الـ Indexes من جُوّه: B-tree و GIN و BRIN
  38. 38Partial و Covering indexes: indexes أصغر وأسرع
  39. 39الـ Pagination بالـ Keyset: ليه OFFSET بيبطّأ وبيكرر
  40. 40Full Text Search في Postgres: بحث بالكلمات، بالعربي والإنجليزي
  41. 41EXPLAIN ANALYZE والـ Planner: اقرا الـ plan وصلّح الـ query
  42. 42الـ Transactions بـ node-postgres: كله أو ولا حاجة
  43. 43الـ MVCC ومستويات الـ Isolation: transactions كتير في نفس الوقت
  44. 44الـ Locks والـ Deadlocks: مين مستني مين
  45. 45SKIP LOCKED و Job Leasing: Postgres كـ job queue
  46. 46Row Level Security والـ Multi-tenancy: كل عميل يشوف بياناته بس
  47. 47Migrations من غير downtime: expand و backfill و contract
  48. 48الـ Replication والـ Read Replicas: نسخ حية من الـ database
  49. 49الـ Connection Pooling و PgBouncer: connections أقل، requests أكتر
  50. 50الـ Partitioning والـ VACUUM والمراقبة: Postgres على المدى الطويل
  51. 51Redis وأنواع البيانات: strings و hashes و lists و sets و sorted sets
  52. 52Cache-aside والـ TTL: Redis قدام الـ database
  53. 53الـ Cache invalidation والـ Stampede: لما الـ key الشهير يموت
  54. 54Lua والـ Atomicity في Redis: كام أمر كأنهم أمر واحد
  55. 55الـ Rate Limiting في Redis: fixed window و sliding window و token bucket
  56. 56الـ Sessions في Redis: تسجيل دخول تقدر تلغيه في أي وقت
  57. 57Redis Streams والـ Consumer Groups: log بيتوزع على workers
  58. 58Pub/Sub و BullMQ: إشارات بين الـ instances، وطوابير شغل محترمة
  59. 59Redis لما يقع: الـ persistence (RDB و AOF) والـ replication
  60. 60Redis في الإنتاج: الـ ACLs والـ Cluster والمراقبة
  61. 61تخزين الـ Passwords بـ Argon2id: صح من أول مرة
  62. 62Session Fixation والـ Rotation: id جديد مع كل صلاحية جديدة
  63. 63الـ Cookie Flags والـ CSRF: المتصفح بيبعت الـ cookie، فلازم تتأكد مين اللي طلب
  64. 64الـ XSS والـ Content Security Policy: ما تخليش النص يتحوّل لـ code
  65. 65الـ OAuth و OpenID Connect و PKCE: login بـ Google من غير ما تشوف الـ password
  66. 66التأكد من الـ JWT صح: التوقيع والـ claims والـ scopes
  67. 67الـ BOLA و BFLA: الـ token السليم مش معناه إن الطلب مسموح
  68. 68الـ RBAC و ABAC والملكية: policy واحدة بدل ifs متفرقة
  69. 69الـ MFA والـ recovery: التاني factor اللي بجد
  70. 70الـ Passkeys و WebAuthn: login من غير password وضد الـ phishing
  71. 71الـ Threat Modeling بـ STRIDE: فكّر زي المهاجم قبل ما تكتب code
  72. 72الـ SQL Injection والـ Parameterization: الـ data ما تبقاش code
  73. 73الـ SSRF والـ Egress: ما تخليش الـ server بتاعك يزور الشبكة الداخلية
  74. 74الـ Security Headers والـ TLS: كل response يقول للـ browser يحمي المستخدم إزاي
  75. 75توقيع الـ Webhooks والـ Replay: الـ webhook ده جاي فعلًا من Stripe؟
  76. 76تغيير الأسرار والـ HMAC: إزاي تغيّر مفتاح من غير ما كل حاجة تقع
  77. 77سلسلة التوريد والـ SBOM: إنت واثق في ألف package ما تعرفهمش؟
  78. 78الـ Audit والـ Privacy Logs: سجّل مين عمل إيه، من غير ما تسجّل الأسرار
  79. 79اختبار الأمان و OWASP ASVS: الأمن جُوّه الـ CI، مش audit آخر السنة
  80. 80الـ Prototype Pollution والـ Resource DoS: request واحد يخلّي الكل admin أو يوقّع الـ server
  81. 81الـ SLI والـ SLO والـ Error Budget: إمتى تصحّي الـ on-call وإمتى تسيبه نايم
  82. 82الـ Event Loop Delay والـ ELU: لما Node نفسه يتخنق
  83. 83الـ Worker Threads والـ CPU Profiling: الشغل التقيل بره الـ event loop، والوقت راح فين
  84. 84الـ Memory والـ GC والـ Leaks: الـ process اللي بيكبر لحد ما يقع
  85. 85الـ N+1 Queries والـ DataLoader: صفحة واحدة بمِيّتين query
  86. 86الـ HTTP Caching والـ Compression: أسرع request هو اللي ما بيوصلش
  87. 87الـ Load Testing والـ Soak Testing: الـ server بيستحمل قد إيه بجد
  88. 88الـ Concurrency Limits والـ Bulkheads: dependency بطيئة ما توقعش الـ app كله
  89. 89الـ Timeouts والـ Retries والـ Circuit Breakers: إزاي تتعامل مع dependency بطيئة أو واقعة
  90. 90OpenTelemetry والـ Distributed Tracing: الـ request راح فين وضاع وقته فين
  91. 91Docker Layers والـ Build Context: ليه الـ build بياخد دقيقة وفيه الـ .env بتاعك
  92. 92Multi-stage Builds و Non-root: image صغيرة ومن غير root
  93. 93Docker Compose والـ Networks: الـ services بتلاقي بعض إزاي
  94. 94Docker Volumes: الـ data بتتحفَظ فين
  95. 95Healthcheck و Restart و Resource Limits: running مش معناها شغّال
  96. 96BuildKit والـ Build Secrets: الـ token ما يدخلش الـ image
  97. 97Reverse Proxy و TLS: اللي واقف قدام الـ app
  98. 98Multi-arch Images والـ Native Modules: اشتغلت عندي
  99. 99CI/CD و Rollback و Canary: الـ deploy يبقى ممل
  100. 100Kubernetes من الأول: Pods و Deployments و Services و Probes
  101. 101Modular Monolith و DDD: حدود واضحة من غير network
  102. 102Transactional Outbox و Inbox: الـ event ما يضيعش وما يتنفذش مرتين
  103. 103Sagas: عملية واحدة على تلات services من غير transaction واحدة
  104. 104CQRS و Event Sourcing: الـ events هي الحقيقة
  105. 105الـ Queues والـ Brokers: BullMQ و RabbitMQ و Kafka و SQS
  106. 106Realtime على أكتر من instance: Redis pub/sub و presence و resume
  107. 107الـ Object Storage والـ Media: presigned URLs و uploads مباشرة
  108. 108التكامل مع الـ Email والـ Search: retries و webhooks و indexes
  109. 109GraphQL و gRPC في الإنتاج: contracts و DataLoader و limits و deadlines
  110. 110Kafka على أكتر من zone و region: الـ replication والـ ISR والـ acks والـ MirrorMaker والـ failover
  111. 111TypeScript و runtime boundaries: الـ types بتختفي، والـ schemas لأ
  112. 112ORM ولا SQL: query builders و repositories و migrations و transactions
  113. 113الـ Serverless من جُوّه: cold starts و freeze و timeouts و connections
  114. 114الـ Testing Pyramid: unit و integration و e2e على Postgres حقيقية
  115. 115Contract Testing و Property-Based Testing بـ fast-check
  116. 116الـ Payments: idempotency و webhooks و refunds و reconciliation
  117. 117الـ Timezones والـ Internationalization: UTC و DST والـ locales والـ plurals والفلوس
  118. 118الـ Privacy والـ Data Retention: consent و export و erasure و crypto shredding
  119. 119الـ ADRs والـ Feature Flags: القرارات المكتوبة والـ rollout من غير deploy
  120. 120Multi-region active-active: حل الـ conflicts بـ HLC و CRDTs
  121. 121Readiness و Liveness و Startup Probes: الـ pod جاهز ولا عايش؟
  122. 122Incident Runbooks: من الـ alert للـ postmortem