go语言aes加解密示例 go rsa加密

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架构设计师 2023-10-24 09:47:40

文章标签 go语言aes加解密示例 golang 开发语言后端加解密 文章分类 Go语言后端开发

密码学中两大经典算法，一个是对称加解密，具有代表性的是AES加解密，另一个是非对称加解密，代表性的是RSA加解密。那什么事对称和非对称呢？

对称加密算法又称为传统密码算法，加密密钥和解密密钥是相同的。对称加密算法要求通信双方在开始通信前，要首先商定一个用于加密和解密的密钥。算法的安全性就依赖于这个密钥，如果这个密钥被泄露了，就意味着通信不再安全
非对称加密算法是现代密码学取得的最大成就之一，也是密码学近20年来能够快速发展和推广应用的主要原因之一。非对称加密算法中加密密钥和解密密钥不一样，并且解密密钥理论上很难根据加密密钥推算出来。

非对称加密算法的加密密钥是公开的，理论上任何人都可以获得这个公开的加密密钥进行数据加密。但是，使用公开的加密密钥加密的信息只有相应的解密密钥才能解开，而这个解密密钥一般是不公开的。在非对称加密算法中，加密密钥也叫公钥，解密密钥称为私钥

AES加解密

要编写AES算法，首先了解AES算法原理，AES算法是一个对称分组密码算法。数据分组长度必须是 128 bits，使用的密钥长度为 128，192 或 256 bits。对于三种不同密钥长度的 AES 算法，分别称为“AES-128”、“AES-192”、“AES-256”。AES加密算法涉及4种操作：字节替代（SubBytes）、行移位（ShiftRows）、列混（MixColumns）和轮密钥加（AddRoundKey）。

从AES的加密和解密的流程图中可知：解密算法的每一步分别对应加密算法的逆操作。加解密所有操作的顺序正好是相反的，正是这样才保证了算法的正确性。加解密中每轮的密钥分别由种子密钥经过密钥扩展算法得到，算法中16字节的明文、密文和轮子密钥都以一个4x4的矩阵表示。

详情参考：https://zhuanlan.zhihu.com/p/78913397
这里给出go的AES示例：

package rsdandaes

import (
	"bytes"
	"crypto/aes"
	"crypto/cipher"
	"encoding/base64"
	"fmt"
)

func CBC() {
	orig := "http://c.biancheng.net/golang/"
	key := "123456781234567812345678"
	fmt.Println("原文：", orig)
	encryptCode := AesEncrypt(orig, key)
	fmt.Println("密文：", encryptCode)
	decryptCode := AesDecrypt(encryptCode, key)
	fmt.Println("解密结果：", decryptCode)
}

func AesEncrypt(orig string, key string) string {
	// 转成字节数组
	origData := []byte(orig)
	k := []byte(key) // 分组秘钥
	block, _ := aes.NewCipher(k)
	// 获取秘钥块的长度
	blockSize := block.BlockSize() // 补全码
	origData = PKCS7Padding(origData, blockSize)
	// 加密模式
	blockMode := cipher.NewCBCEncrypter(block, k[:blockSize]) // 创建数组
	cryted := make([]byte, len(origData))                     // 加密
	blockMode.CryptBlocks(cryted, origData)
	return base64.StdEncoding.EncodeToString(cryted)
}

func AesDecrypt(cryted string, key string) string { // 转成字节数组
	crytedByte, _ := base64.StdEncoding.DecodeString(cryted)
	k := []byte(key)                                          // 分组秘钥
	block, _ := aes.NewCipher(k)                              // 获取秘钥块的长度
	blockSize := block.BlockSize()                            // 加密模式
	blockMode := cipher.NewCBCDecrypter(block, k[:blockSize]) // 创建数组
	orig := make([]byte, len(crytedByte))                     // 解密
	blockMode.CryptBlocks(orig, crytedByte)                   // 去补全码
	orig = PKCS7UnPadding(orig)
	return string(orig)
}

func PKCS7Padding(ciphertext []byte, blocksize int) []byte {
	padding := blocksize - len(ciphertext)%blocksize
	padtext := bytes.Repeat([]byte{byte(padding)}, padding)
	return append(ciphertext, padtext...)
}

func PKCS7UnPadding(origData []byte) []byte {
	length := len(origData)
	unpadding := int(origData[length-1])
	return origData[:(length - unpadding)]
}

输出结果如下：

原文： http://c.biancheng.net/golang/
密文： m6bjY+Z9O8LPwT8nYPZ9/41JG7+k5PXxtENxYwnrii0=
解密结果： http://c.biancheng.net/golang/

接着看一下RSA加解密

RSA加解密

AES 一般用于加解密文，而 RSA 算法一算用来加解密密码

package rsdandaes

import (
	"crypto/rand"
	"crypto/rsa"
	"crypto/x509"
	"encoding/base64"
	"encoding/pem"
	"errors"
	"fmt"
)

// 可通过openssl产生//openssl genrsa -out rsa_private_key.pem 1024
var privateKey = []byte(`-----BEGIN RSA PRIVATE KEY-----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-----END RSA PRIVATE KEY-----`)

// openssl//openssl rsa -in rsa_private_key.pem -pubout -out rsa_public_key.pem
var publicKey = []byte(`-----BEGIN PUBLIC KEY-----MIGfMA0GCSqGSIb3DQEBAQUAA4GNADCBiQKBgQDfw1/P15GQzGGYvNwVmXIGGxea8Pb2wJcF7ZW7tmFdLSjOItn9kvUsbQgS5yxx+f2sAv1ocxbPTsFdRc6yUTJdeQolDOkEzNP0B8XKm+Lxy4giwwR5LJQTANkqe4w/d9u129bRhTu/SUzSUIr65zZ/s6TUGQD6QzKY1Y8xS+FoQQIDAQAB-----END PUBLIC KEY-----`)

// 加密
func RsaEncrypt(origData []byte) ([]byte, error) {
	//解密pem格式的公钥
	block, _ := pem.Decode(publicKey)
	if block == nil {
		return nil, errors.New("public key error")
	}
	// 解析公钥
	pubInterface, err := x509.ParsePKIXPublicKey(block.Bytes)
	if err != nil {
		return nil, err
	}
	// 类型断言
	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格式的私钥
	priv, err := x509.ParsePKCS1PrivateKey(block.Bytes)
	if err != nil {
		return nil, err
	}
	// 解密
	return rsa.DecryptPKCS1v15(rand.Reader, priv, ciphertext)
}

func RSA() {
	data, _ := RsaEncrypt([]byte("http://c.biancheng.net/golang/"))
	fmt.Println(base64.StdEncoding.EncodeToString(data))
	origData, _ := RsaDecrypt(data)
	fmt.Println(string(origData))
}

输出如下：

go run main.go
z7mjbTqVg09F20pVib8TqGpZ3d/dNkYg4Hksai/elXoOJJJRH0YgRT4fqJTzj2+9DaCH5BXhiFuCgPzEOl2S3oPeTIQjEFqbYy7yBNScufWaGhh0YigrqUyseQ7JJR+oWTCZPpMNie/xKg9
vhUqJ7yH3d91v+AexHw7HOcLYHYE=
http://c.biancheng.net/golang/

这里总结归类下，rsa算法分为4步