联邦学习中本地加密数据如何防止中间人攻击？

皇甫莉娟提问于 2026-02-13 12:57:28 阅读 34

安全

最近在做前端联邦学习项目，需要加密用户数据后再上传到服务端聚合。我用AES加密数据后再通过HTTPS发送，但测试时发现中间人能通过抓包获取加密密钥。看代码哪里有问题？


const crypto = require('crypto');
const key = crypto.randomBytes(32); // 固定生成密钥

function encryptData(data) {
  const iv = crypto.randomBytes(16);
  const cipher = crypto.createCipheriv('aes-256-cbc', key, iv);
  const encrypted = Buffer.concat([cipher.update(data), cipher.final()]);
  return { iv: iv.toString('hex'), encrypted: encrypted.toString('hex') };
}

// 将密钥和加密数据一起发送到服务端
fetch('/aggregate', {
  method: 'POST',
  body: JSON.stringify({
    key: key.toString('hex'),
    ...encryptData(userSensitiveData)
  })
});

服务端要求必须在客户端完成加密，但这样传输密钥本身不就暴露了？难道联邦学习场景下密钥不应该随每个请求动态生成？有没有更安全的密钥交换方案？

联邦学习隐私保护

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反馈

1 条解答

Newb.玉曼 Lv1

你说的这个问题确实很关键，直接把密钥和加密数据一起传过去，那中间人抓到包后等于白加密了。AES是对称加密算法，密钥的安全性是核心，不能直接暴露在传输中。

联邦学习场景下，推荐用非对称加密来解决密钥交换的问题。比如你可以用RSA或者ECDH来做密钥协商。服务端提前生成一对公私钥，把公钥发给客户端，客户端用公钥加密AES密钥后再传给服务端，这样即使被抓包也拿不到原始密钥。

下面是一个改进的代码示例，假设服务端已经提供了公钥：

const crypto = require('crypto');

const serverPublicKey = -----BEGIN PUBLIC KEY-----

MFwwDQYJKoZIhvcNAQEBBQADSwAwSAJBAK...（服务端公钥内容）;

const key = crypto.randomBytes(32); // 动态生成AES密钥

const iv = crypto.randomBytes(16);



// 用服务端公钥加密AES密钥

function encryptKeyWithPublicKey(key, publicKey) {

  const encryptedKey = crypto.publicEncrypt(

    { key: publicKey, padding: crypto.constants.RSA_PKCS1_OAEP_PADDING },

    key

  );

  return encryptedKey.toString('base64');

}



// 加密数据

function encryptData(data, key, iv) {

  const cipher = crypto.createCipheriv('aes-256-cbc', key, iv);

  const encrypted = Buffer.concat([cipher.update(data), cipher.final()]);

  return encrypted.toString('hex');

}



// 发送数据

const encryptedKey = encryptKeyWithPublicKey(key, serverPublicKey);

const encryptedData = encryptData(userSensitiveData, key, iv);



fetch('/aggregate', {

  method: 'POST',

  body: JSON.stringify({

    encryptedKey: encryptedKey,

    iv: iv.toString('hex'),

    encryptedData: encryptedData

  })

});

服务端收到后用自己的私钥解密出AES密钥，再用这个密钥解密数据。这种方式能有效防止中间人攻击，因为公钥可以公开，但私钥只在服务端保存。

另外提醒一下，AES密钥每次请求都要动态生成，别复用！不然安全性会大打折扣。希望这些建议能帮到你，有问题咱们再交流！

2026-02-14 07:00