Go常用的加密算法詳細(xì)解讀

【導(dǎo)讀】本文介紹了常用的加密算法，并對這些加密算法結(jié)合實(shí)際 golang 代碼段進(jìn)行了詳細(xì)解讀。

前言

加密解密在實(shí)際開發(fā)中應(yīng)用比較廣泛，常用加解密分為：“對稱式”、“非對稱式”和”數(shù)字簽名“。

對稱式：對稱加密（也叫私鑰加密）指加密和解密使用相同密鑰的加密算法。具體算法主要有DES算法，3DES算法，TDEA算法，Blowfish算法，RC5算法，IDEA算法。

非對稱加密（公鑰加密）：指加密和解密使用不同密鑰的加密算法，也稱為公私鑰加密。具體算法主要有RSA、Elgamal、背包算法、Rabin、D-H、ECC（橢圓曲線加密算法）。

數(shù)字簽名：數(shù)字簽名是非對稱密鑰加密技術(shù)與數(shù)字摘要技術(shù)的應(yīng)用。主要算法有md5、hmac、sha1等。

以下介紹golang語言主要的加密解密算法實(shí)現(xiàn)。

md5

MD5信息摘要算法是一種被廣泛使用的密碼散列函數(shù)，可以產(chǎn)生出一個(gè)128位（16進(jìn)制，32個(gè)字符）的散列值（hash value），用于確保信息傳輸完整一致。

func GetMd5String（s string） string {

h ：= md5.New（）

h.Write（［］byte（s））

return hex.EncodeToString（h.Sum（nil））

}

hmac

HMAC是密鑰相關(guān)的哈希運(yùn)算消息認(rèn)證碼（Hash-based Message Authentication Code）的縮寫，

它通過一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)算法，在計(jì)算哈希的過程中，把key混入計(jì)算過程中。

和我們自定義的加salt算法不同，Hmac算法針對所有哈希算法都通用，無論是MD5還是SHA-1。采用Hmac替代我們自己的salt算法，可以使程序算法更標(biāo)準(zhǔn)化，也更安全。

示例

//key隨意設(shè)置 data 要加密數(shù)據(jù)func Hmac（key， data string） string {

hash：= hmac.New（md5.New， ［］byte（key）） // 創(chuàng)建對應(yīng)的md5哈希加密算法

hash.Write（［］byte（data））

return hex.EncodeToString（hash.Sum（［］byte（“”）））

}

func HmacSha256（key， data string） string {

hash：= hmac.New（sha256.New， ［］byte（key）） //創(chuàng)建對應(yīng)的sha256哈希加密算法

hash.Write（［］byte（data））

return hex.EncodeToString（hash.Sum（［］byte（“”）））

}

sha1

SHA-1可以生成一個(gè)被稱為消息摘要的160位（20字節(jié)）散列值，散列值通常的呈現(xiàn)形式為40個(gè)十六進(jìn)制數(shù)。

func Sha1（data string） string {

sha1 ：= sha1.New（）

sha1.Write（［］byte（data））

return hex.EncodeToString（sha1.Sum（［］byte（“”）））

}

AES

密碼學(xué)中的高級加密標(biāo)準(zhǔn)（Advanced Encryption Standard，AES），又稱Rijndael加密法，是美國聯(lián)邦政府采用的一種區(qū)塊加密標(biāo)準(zhǔn)。這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)用來替代原先的DES（Data Encryption Standard），已經(jīng)被多方分析且廣為全世界所使用。AES中常見的有三種解決方案，分別為AES-128、AES-192和AES-256。如果采用真正的128位加密技術(shù)甚至256位加密技術(shù)，蠻力攻擊要取得成功需要耗費(fèi)相當(dāng)長的時(shí)間。

AES 有五種加密模式：

電碼本模式（Electronic Codebook Book （ECB））、

密碼分組鏈接模式（Cipher Block Chaining （CBC））、

計(jì)算器模式（Counter （CTR））、

密碼反饋模式（Cipher FeedBack （CFB））

輸出反饋模式（Output FeedBack （OFB））

ECB模式

出于安全考慮，golang默認(rèn)并不支持ECB模式。

package main

import （

“crypto/aes”

“fmt”

）

func AESEncrypt（src ［］byte， key ［］byte） （encrypted ［］byte） {

cipher， _ ：= aes.NewCipher（generateKey（key））

length ：= （len（src） + aes.BlockSize） / aes.BlockSize

plain ：= make（［］byte， length*aes.BlockSize）

copy（plain， src）

pad ：= byte（len（plain） - len（src））

for i ：= len（src）; i 《 len（plain）; i++ {

plain［i］ = pad

}

encrypted = make（［］byte， len（plain））

// 分組分塊加密

for bs， be ：= 0， cipher.BlockSize（）; bs 《= len（src）; bs， be = bs+cipher.BlockSize（）， be+cipher.BlockSize（） {

cipher.Encrypt（encrypted［bs:be］， plain［bs:be］）

}

return encrypted

}

func AESDecrypt（encrypted ［］byte， key ［］byte） （decrypted ［］byte） {

cipher， _ ：= aes.NewCipher（generateKey（key））

decrypted = make（［］byte， len（encrypted））

//

for bs， be ：= 0， cipher.BlockSize（）; bs 《 len（encrypted）; bs， be = bs+cipher.BlockSize（）， be+cipher.BlockSize（） {

cipher.Decrypt（decrypted［bs:be］， encrypted［bs:be］）

}

trim ：= 0

if len（decrypted） 》 0 {

trim = len（decrypted） - int（decrypted［len（decrypted）-1］）

}

return decrypted［：trim］

}

func generateKey（key ［］byte） （genKey ［］byte） {

genKey = make（［］byte， 16）

copy（genKey， key）

for i ：= 16; i 《 len（key）; {

for j ：= 0; j 《 16 && i 《 len（key）; j， i = j+1， i+1 {

genKey［j］ ^= key［i］

}

}

return genKey

}

func main（） {

source：=“hello world”

fmt.Println（“原字符：”，source）

//16byte密鑰

key：=“1443flfsaWfdas”

encryptCode：=AESEncrypt（［］byte（source），［］byte（key））

fmt.Println（“密文：”，string（encryptCode））

decryptCode：=AESDecrypt（encryptCode，［］byte（key））

fmt.Println（“解密：”，string（decryptCode））

}

CBC模式

package main

import（

“bytes”

“crypto/aes”

“fmt”

“crypto/cipher”

“encoding/base64”

）

func main（） {

orig ：= “hello world”

key ：= “0123456789012345”

fmt.Println（“原文：”， orig）

encryptCode ：= AesEncrypt（orig， key）

fmt.Println（“密文：” ， encryptCode）

decryptCode ：= AesDecrypt（encryptCode， key）

fmt.Println（“解密結(jié)果：”， decryptCode）

}

func AesEncrypt（orig string， key string） string {

// 轉(zhuǎn)成字節(jié)數(shù)組

origData ：= ［］byte（orig）

k ：= ［］byte（key）

// 分組秘鑰

// NewCipher該函數(shù)限制了輸入k的長度必須為16， 24或者32

block， _ ：= aes.NewCipher（k）

// 獲取秘鑰塊的長度

blockSize ：= block.BlockSize（）

// 補(bǔ)全碼

origData = PKCS7Padding（origData， blockSize）

// 加密模式

blockMode ：= cipher.NewCBCEncrypter（block， k［：blockSize］）

// 創(chuàng)建數(shù)組

cryted ：= make（［］byte， len（origData））

// 加密

blockMode.CryptBlocks（cryted， origData）

return base64.StdEncoding.EncodeToString（cryted）

}

func AesDecrypt（cryted string， key string） string {

// 轉(zhuǎn)成字節(jié)數(shù)組

crytedByte， _ ：= base64.StdEncoding.DecodeString（cryted）

k ：= ［］byte（key）

// 分組秘鑰

block， _ ：= aes.NewCipher（k）

// 獲取秘鑰塊的長度

blockSize ：= block.BlockSize（）

// 加密模式

blockMode ：= cipher.NewCBCDecrypter（block， k［：blockSize］）

// 創(chuàng)建數(shù)組

orig ：= make（［］byte， len（crytedByte））

// 解密

blockMode.CryptBlocks（orig， crytedByte）

// 去補(bǔ)全碼

orig = PKCS7UnPadding（orig）

return string（orig）

}

//補(bǔ)碼//AES加密數(shù)據(jù)塊分組長度必須為128bit（byte［16］），密鑰長度可以是128bit（byte［16］）、192bit（byte［24］）、256bit（byte［32］）中的任意一個(gè)。func PKCS7Padding（ciphertext ［］byte， blocksize int） ［］byte {

padding ：= blocksize - len（ciphertext）%blocksize

padtext ：= bytes.Repeat（［］byte{byte（padding）}， padding）

return append（ciphertext， padtext.。.）

}

//去碼func PKCS7UnPadding（origData ［］byte） ［］byte {

length ：= len（origData）

unpadding ：= int（origData［length-1］）

return origData［：（length - unpadding）］

}

CRT模式

package main

import （

“bytes”

“crypto/aes”

“crypto/cipher”

“fmt”

）

//加密func aesCtrCrypt（plainText ［］byte， key ［］byte） （［］byte， error） {

//1. 創(chuàng)建cipher.Block接口

block， err ：= aes.NewCipher（key）

if err ！= nil {

return nil， err

}

//2. 創(chuàng)建分組模式，在crypto/cipher包中

iv ：= bytes.Repeat（［］byte（“1”）， block.BlockSize（））

stream ：= cipher.NewCTR（block， iv）

//3. 加密

dst ：= make（［］byte， len（plainText））

stream.XORKeyStream（dst， plainText）

return dst， nil

}

func main（） {

source：=“hello world”

fmt.Println（“原字符：”，source）

key：=“1443flfsaWfdasds”

encryptCode，_：=aesCtrCrypt（［］byte（source），［］byte（key））

fmt.Println（“密文：”，string（encryptCode））

decryptCode，_：=aesCtrCrypt（encryptCode，［］byte（key））

fmt.Println（“解密：”，string（decryptCode））

}

CFB模式

package main

import （

“crypto/aes”

“crypto/cipher”

“crypto/rand”

“encoding/hex”

“fmt”

“io”

）

func AesEncryptCFB（origData ［］byte， key ［］byte） （encrypted ［］byte） {

block， err ：= aes.NewCipher（key）

if err ！= nil {

//panic（err）

}

encrypted = make（［］byte， aes.BlockSize+len（origData））

iv ：= encrypted［：aes.BlockSize］

if _， err ：= io.ReadFull（rand.Reader， iv）; err ！= nil {

//panic（err）

}

stream ：= cipher.NewCFBEncrypter（block， iv）

stream.XORKeyStream（encrypted［aes.BlockSize：］， origData）

return encrypted

}

func AesDecryptCFB（encrypted ［］byte， key ［］byte） （decrypted ［］byte） {

block， _ ：= aes.NewCipher（key）

if len（encrypted） 《 aes.BlockSize {

panic（“ciphertext too short”）

}

iv ：= encrypted［：aes.BlockSize］

encrypted = encrypted［aes.BlockSize：］

stream ：= cipher.NewCFBDecrypter（block， iv）

stream.XORKeyStream（encrypted， encrypted）

return encrypted

}

func main（） {

source：=“hello world”

fmt.Println（“原字符：”，source）

key：=“ABCDEFGHIJKLMNO1”//16位

encryptCode：=AesEncryptCFB（［］byte（source），［］byte（key））

fmt.Println（“密文：”，hex.EncodeToString（encryptCode））

decryptCode：=AesDecryptCFB（encryptCode，［］byte（key））

fmt.Println（“解密：”，string（decryptCode））

}

OFB模式

package main

import （

“bytes”

“crypto/aes”

“crypto/cipher”

“crypto/rand”

“encoding/hex”

“fmt”

“io”

）

func aesEncryptOFB（ data［］byte，key ［］byte） （［］byte， error） {

data = PKCS7Padding（data， aes.BlockSize）

block， _ ：= aes.NewCipher（［］byte（key））

out ：= make（［］byte， aes.BlockSize + len（data））

iv ：= out［：aes.BlockSize］

if _， err ：= io.ReadFull（rand.Reader， iv）; err ！= nil {

return nil， err

}

stream ：= cipher.NewOFB（block， iv）

stream.XORKeyStream（out［aes.BlockSize：］， data）

return out， nil

}

func aesDecryptOFB（ data［］byte，key ［］byte） （［］byte， error） {

block， _ ：= aes.NewCipher（［］byte（key））

iv ：= data［：aes.BlockSize］

data = data［aes.BlockSize：］

if len（data） % aes.BlockSize ！= 0 {

return nil， fmt.Errorf（“data is not a multiple of the block size”）

}

out ：= make（［］byte， len（data））

mode ：= cipher.NewOFB（block， iv）

mode.XORKeyStream（out， data）

out= PKCS7UnPadding（out）

return out， nil

}

//補(bǔ)碼//AES加密數(shù)據(jù)塊分組長度必須為128bit（byte［16］），密鑰長度可以是128bit（byte［16］）、192bit（byte［24］）、256bit（byte［32］）中的任意一個(gè)。func PKCS7Padding（ciphertext ［］byte， blocksize int） ［］byte {

padding ：= blocksize - len（ciphertext）%blocksize

padtext ：= bytes.Repeat（［］byte{byte（padding）}， padding）

return append（ciphertext， padtext.。.）

}

//去碼func PKCS7UnPadding（origData ［］byte） ［］byte {

length ：= len（origData）

unpadding ：= int（origData［length-1］）

return origData［：（length - unpadding）］

}

func main（） {

source：=“hello world”

fmt.Println（“原字符：”，source）

key：=“1111111111111111”//16位 32位均可

encryptCode，_：=aesEncryptOFB（［］byte（source），［］byte（key））

fmt.Println（“密文：”，hex.EncodeToString（encryptCode））

decryptCode，_：=aesDecryptOFB（encryptCode，［］byte（key））

fmt.Println（“解密：”，string（decryptCode））

}

RSA加密

首先使用openssl生成公私鑰

package main

import （

“crypto/rand”

“crypto/rsa”

“crypto/x509”

“encoding/base64”

“encoding/pem”

“errors”

“fmt”

）

// 私鑰生成//openssl genrsa -out rsa_private_key.pem 1024var privateKey = ［］byte（`

-----BEGIN RSA PRIVATE KEY-----

MIICWwIBAAKBgQDcGsUIIAINHfRTdMmgGwLrjzfMNSrtgIf4EGsNaYwmC1GjF/bM

h0Mcm10oLhNrKNYCTTQVGGIxuc5heKd1gOzb7bdTnCDPPZ7oV7p1B9Pud+6zPaco

qDz2M24vHFWYY2FbIIJh8fHhKcfXNXOLovdVBE7Zy682X1+R1lRK8D+vmQIDAQAB

AoGAeWAZvz1HZExca5k/hpbeqV+0+VtobMgwMs96+U53BpO/VRzl8Cu3CpNyb7HY

64L9YQ+J5QgpPhqkgIO0dMu/0RIXsmhvr2gcxmKObcqT3JQ6S4rjHTln49I2sYTz

7JEH4TcplKjSjHyq5MhHfA+CV2/AB2BO6G8limu7SheXuvECQQDwOpZrZDeTOOBk

z1vercawd+J9ll/FZYttnrWYTI1sSF1sNfZ7dUXPyYPQFZ0LQ1bhZGmWBZ6a6wd9

R+PKlmJvAkEA6o32c/WEXxW2zeh18sOO4wqUiBYq3L3hFObhcsUAY8jfykQefW8q

yPuuL02jLIajFWd0itjvIrzWnVmoUuXydwJAXGLrvllIVkIlah+lATprkypH3Gyc

YFnxCTNkOzIVoXMjGp6WMFylgIfLPZdSUiaPnxby1FNM7987fh7Lp/m12QJAK9iL

2JNtwkSR3p305oOuAz0oFORn8MnB+KFMRaMT9pNHWk0vke0lB1sc7ZTKyvkEJW0o

eQgic9DvIYzwDUcU8wJAIkKROzuzLi9AvLnLUrSdI6998lmeYO9x7pwZPukz3era

zncjRK3pbVkv0KrKfczuJiRlZ7dUzVO0b6QJr8TRAA==

-----END RSA PRIVATE KEY-----

`）

// 公鑰： 根據(jù)私鑰生成//openssl rsa -in rsa_private_key.pem -pubout -out rsa_public_key.pemvar publicKey = ［］byte（`

-----BEGIN PUBLIC KEY-----

MIGfMA0GCSqGSIb3DQEBAQUAA4GNADCBiQKBgQDcGsUIIAINHfRTdMmgGwLrjzfM

NSrtgIf4EGsNaYwmC1GjF/bMh0Mcm10oLhNrKNYCTTQVGGIxuc5heKd1gOzb7bdT

nCDPPZ7oV7p1B9Pud+6zPacoqDz2M24vHFWYY2FbIIJh8fHhKcfXNXOLovdVBE7Z

y682X1+R1lRK8D+vmQIDAQAB

-----END PUBLIC KEY-----

`）

// 加密func RsaEncrypt（origData ［］byte） （［］byte， error） {

//解密pem格式的公鑰

block， _ ：= pem.Decode（publicKey）

if block == nil {

return nil， errors.New（“public key error”）

}

// 解析公鑰

pubInterface， err ：= x509.ParsePKIXPublicKey（block.Bytes）

if err ！= nil {

return nil， err

}

// 類型斷言

pub ：= pubInterface.（*rsa.PublicKey）

//加密

return rsa.EncryptPKCS1v15（rand.Reader， pub， origData）

}

// 解密func RsaDecrypt（ciphertext ［］byte） （［］byte， error） {

//解密

block， _ ：= pem.Decode（privateKey）

if block == nil {

return nil， errors.New（“private key error！”）

}

//解析PKCS1格式的私鑰

priv， err ：= x509.ParsePKCS1PrivateKey（block.Bytes）

if err ！= nil {

return nil， err

}

// 解密

return rsa.DecryptPKCS1v15（rand.Reader， priv， ciphertext）

}

func main（） {

data， _ ：= RsaEncrypt（［］byte（“hello world”））

fmt.Println（base64.StdEncoding.EncodeToString（data））

origData， _ ：= RsaDecrypt（data）

fmt.Println（string（origData））

}

轉(zhuǎn)自：guyan0319

segmentfault.com/a/1190000024557845

責(zé)任編輯：haq