RSA数字签名算法go语言实现

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mob64ca12d1e6a9 2024-08-06 12:36:47 ©著作权

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RSA数字签名算法在Go语言中的实现

RSA数字签名是现代密码学中的一种重要技术，用于认证信息的完整性与身份。本文将逐步引导你实现RSA数字签名算法的Go语言版本，并详细解释每一步的代码和流程。

整体流程

以下是RSA数字签名的基本步骤：

步骤	描述
1	生成RSA密钥对
2	创建要签名的数据
3	使用私钥对数据进行签名
4	使用公钥验证签名是否有效

每一步实现

1. 生成RSA密钥对

首先，我们需要生成一个RSA密钥对，包括私钥和公钥。可以使用crypto/rsa和crypto/rand包来实现。

package main

import (
    "crypto/rand"
    "crypto/rsa"
    "log"
)

func GenerateKeys() (*rsa.PrivateKey, *rsa.PublicKey) {
    // 生成2048位的私钥
    privateKey, err := rsa.GenerateKey(rand.Reader, 2048)
    if err != nil {
        log.Fatalf("无法生成密钥: %v", err)
    }
    // 公钥是从私钥中提取的
    publicKey := &privateKey.PublicKey
    return privateKey, publicKey
}

2. 创建要签名的数据

在这一步中，我们将要签名的数据转换为字节切片。这可以是一个字符串或其他数据格式。

func CreateData() []byte {
    // 创建需要签名的数据
    data := []byte("这是需要签名的消息")
    return data
}

3. 使用私钥对数据进行签名

接下来，我们使用私钥对上一步创建的数据进行签名。

import (
    "crypto"
)

func SignData(privateKey *rsa.PrivateKey, data []byte) []byte {
    // 使用SHA-256哈希算法生成签名
    hash := crypto.SHA256
    hashedData := hash.New()
    hashedData.Write(data)

    // 使用私钥签名哈希值
    signature, err := rsa.SignPKCS1v15(rand.Reader, privateKey, hash, hashedData.Sum(nil))
    if err != nil {
        log.Fatalf("签名失败: %v", err)
    }
    return signature
}

4. 使用公钥验证签名

最后，我们可以使用公钥验证签名是否有效。如果验证通过，说明数据未被篡改，且签名者是私钥的合法持有者。

import (
    "errors"
)

func VerifySignature(publicKey *rsa.PublicKey, data []byte, signature []byte) bool {
    hash := crypto.SHA256
    hashedData := hash.New()
    hashedData.Write(data)

    // 验证签名
    err := rsa.VerifyPKCS1v15(publicKey, hash, hashedData.Sum(nil), signature)
    if err != nil {
        log.Println("验证签名失败:", err)
        return false
    }
    return true
}

综合示例

将以上的代码整合到一个完整的示例中，展示整个流程。

package main

import (
    "crypto/rand"
    "crypto/rsa"
    "crypto"
    "log"
)

func GenerateKeys() (*rsa.PrivateKey, *rsa.PublicKey) {
    privateKey, err := rsa.GenerateKey(rand.Reader, 2048)
    if err != nil {
        log.Fatalf("无法生成密钥: %v", err)
    }
    publicKey := &privateKey.PublicKey
    return privateKey, publicKey
}

func CreateData() []byte {
    return []byte("这是需要签名的消息")
}

func SignData(privateKey *rsa.PrivateKey, data []byte) []byte {
    hash := crypto.SHA256
    hashedData := hash.New()
    hashedData.Write(data)
    signature, err := rsa.SignPKCS1v15(rand.Reader, privateKey, hash, hashedData.Sum(nil))
    if err != nil {
        log.Fatalf("签名失败: %v", err)
    }
    return signature
}

func VerifySignature(publicKey *rsa.PublicKey, data []byte, signature []byte) bool {
    hash := crypto.SHA256
    hashedData := hash.New()
    hashedData.Write(data)
    err := rsa.VerifyPKCS1v15(publicKey, hash, hashedData.Sum(nil), signature)
    if err != nil {
        log.Println("验证签名失败:", err)
        return false
    }
    return true
}

func main() {
    privateKey, publicKey := GenerateKeys()
    data := CreateData()
    signature := SignData(privateKey, data)

    // 验证签名
    valid := VerifySignature(publicKey, data, signature)
    if valid {
        log.Println("签名验证通过！")
    } else {
        log.Println("签名验证失败！")
    }
}