Go 加密解密算法小結(jié)

更新時(shí)間：2022年01月19日 14:26:15 作者：無風(fēng)的雨

加密解密在實(shí)際開發(fā)中應(yīng)用比較廣泛，常見的加解密分為三種，本文就詳細(xì)的介紹一下Go 加密解密算法，具有一定的參考價(jià)值，感興趣的可以了解一下

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(duì)稱式”、“非對(duì)稱式”和”數(shù)字簽名“。

對(duì)稱式：對(duì)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(duì)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(duì)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(duì)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(duì)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(duì)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(jí)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(zhǎng)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(zhǎng)度必須為16, 24或者32
? ? block, _ := aes.NewCipher(k)
? ? // 獲取秘鑰塊的長(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)度必須為128bit(byte[16])，密鑰長(zhǎng)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"http://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(zhǎng)度必須為128bit(byte[16])，密鑰長(zhǎng)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"http://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 1024
var privateKey = []byte(`
-----BEGIN RSA PRIVATE KEY-----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-----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.pem
var 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))
}