博客

Golang：加密解密算法(AES/DES/RSA)

  • Post author:
  • Post category:golang



0.


摘要

在项目开发过程中,当操作一些用户的隐私信息,诸如密码,帐户密钥等数据时,往往需要加密后可以在网上传输.这时,需要一些高效地,简单易用的加密算法加密数据,然后把加密后的数据存入数据库或进行其他操作;当需要读取数据时,把加密后的数据取出来,再通过算法解密.


1.


关于加密解密

当前我们项目中常用的加解密的方式无非三种.

对称加密, 加解密都使用的是同一个密钥, 其中的代表就是AES,DES

非对加解密, 加解密使用不同的密钥, 其中的代表就是RSA

签名算法, 如MD5,SHA1,HMAC等, 主要用于验证,防止信息被修改, 如：文件校验,数字签名,鉴权协议


2. AES

AES,即高级加密标准(Advanced Encryption Standard),是一个对称分组密码算法,旨在取代DES成为广泛使用的标准.AES中常见的有三种解决方案,分别为AES-128,AES-192和AES-256. AES加密过程涉及到4种操作：字节替代(SubBytes),行移位(ShiftRows),列混淆(MixColumns)和轮密钥加(AddRoundKey).解密过程分别为对应的逆操作.由于每一步操作都是可逆的,按照相反的顺序进行解密即可恢复明文.加解密中每轮的密钥分别由初始密钥扩展得到.算法中16字节的明文,密文和轮密钥都以一个4×4的矩阵表示. AES 有五种加密模式：电码本模式(Electronic Codebook Book (ECB)),密码分组链接模式(Cipher Block Chaining (CBC)),计算器模式(Counter (CTR)),密码反馈模式(Cipher FeedBack (CFB))和输出反馈模式(Output FeedBack (OFB)) 

package main

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

func main() {
	orig := "hello world"
	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, err := aes.NewCipher(k)
	if err != nil {
		panic(fmt.Sprintf("key 长度必须 16/24/32长度: %s", err.Error()))
	}
	// 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)
	//使用RawURLEncoding 不要使用StdEncoding
	//不要使用StdEncoding  放在url参数中回导致错误
	return base64.RawURLEncoding.EncodeToString(cryted)

}

func AesDecrypt(cryted string, key string) string {
	//使用RawURLEncoding 不要使用StdEncoding
	//不要使用StdEncoding  放在url参数中回导致错误
	crytedByte, _ := base64.RawURLEncoding.DecodeString(cryted)
	k := []byte(key)

	// 分组秘钥
	block, err := aes.NewCipher(k)
	if err != nil {
		panic(fmt.Sprintf("key 长度必须 16/24/32长度: %s", err.Error()))
	}
	// 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)
}

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

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


2.2.AES CBC


加密

package main

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

const (
    key = "2018201820182018"
    iv  = "1234567887654321"
)

func main() {
    str := "我勒个去"
    es, _ := AesEncrypt(str, []byte(key))
    fmt.Println(es)

    ds, _ := AesDecrypt(es, []byte(key))
    fmt.Println(string(ds))

}

func AesEncrypt(encodeStr string, key []byte) (string, error) {
    encodeBytes := []byte(encodeStr)
    //根据key 生成密文
    block, err := aes.NewCipher(key)
    if err != nil {
        return "", err
    }

    blockSize := block.BlockSize()
    encodeBytes = PKCS5Padding(encodeBytes, blockSize)

    blockMode := cipher.NewCBCEncrypter(block, []byte(iv))
    crypted := make([]byte, len(encodeBytes))
    blockMode.CryptBlocks(crypted, encodeBytes)

    return base64.StdEncoding.EncodeToString(crypted), nil
}

func PKCS5Padding(ciphertext []byte, blockSize int) []byte {
    padding := blockSize - len(ciphertext)%blockSize
    //填充
    padtext := bytes.Repeat([]byte{byte(padding)}, padding)

    return append(ciphertext, padtext...)
}

func AesDecrypt(decodeStr string, key []byte) ([]byte, error) {
    //先解密base64
    decodeBytes, err := base64.StdEncoding.DecodeString(decodeStr)
    if err != nil {
        return nil, err
    }
    block, err := aes.NewCipher(key)
    if err != nil {
        return nil, err
    }
    blockMode := cipher.NewCBCDecrypter(block, []byte(iv))
    origData := make([]byte, len(decodeBytes))

    blockMode.CryptBlocks(origData, decodeBytes)
    origData = PKCS5UnPadding(origData)
    return origData, nil
}

func PKCS5UnPadding(origData []byte) []byte {
    length := len(origData)
    unpadding := int(origData[length-1])
    return origData[:(length - unpadding)]
}


3. DES

DES是一种对称加密算法,又称为美国数据加密标准.DES加密时以64位分组对数据进行加密,加密和解密都使用的是同一个长度为64位的密钥,实际上只用到了其中的56位,密钥中的第8,16…64位用来作奇偶校验.DES有ECB(电子密码本)和CBC(加密块)等加密模式. DES算法的安全性很高,目前除了穷举搜索破解外, 尚无更好的的办法来破解.其密钥长度越长,破解难度就越大. 填充和去填充函数. 

package main

import (
	"bytes"
	"crypto/des"
	"encoding/hex"
	"errors"
	"fmt"
	"log"
)

func main() {
	key := []byte("2fa6c1e9")
	str := "I love this beautiful world!"
	strEncrypted, err := Encrypt(str, key)
	if err != nil {
		log.Fatal(err)
	}
	fmt.Println("Encrypted:", strEncrypted)
	strDecrypted, err := Decrypt(strEncrypted, key)
	if err != nil {
		log.Fatal(err)
	}
	fmt.Println("Decrypted:", strDecrypted)
}

//Output:
//Encrypted: 5d2333b9fbbe5892379e6bcc25ffd1f3a51b6ffe4dc7af62beb28e1270d5daa1
//Decrypted: I love this beautiful world!

func ZeroPadding(ciphertext []byte, blockSize int) []byte {
	padding := blockSize - len(ciphertext)%blockSize
	padtext := bytes.Repeat([]byte{0}, padding)
	return append(ciphertext, padtext...)
}

func ZeroUnPadding(origData []byte) []byte {
	return bytes.TrimFunc(origData,
		func(r rune) bool {
			return r == rune(0)
		})
}

// 加密
func Encrypt(text string, key []byte) (string, error) {
	src := []byte(text)
	block, err := des.NewCipher(key)
	if err != nil {
		return "", err
	}
	bs := block.BlockSize()
	src = ZeroPadding(src, bs)
	if len(src)%bs != 0 {
		return "", errors.New("Need a multiple of the blocksize")
	}
	out := make([]byte, len(src))
	dst := out
	for len(src) > 0 {
		block.Encrypt(dst, src[:bs])
		src = src[bs:]
		dst = dst[bs:]
	}
	return hex.EncodeToString(out), nil
}

// 解密
func Decrypt(decrypted string, key []byte) (string, error) {
	src, err := hex.DecodeString(decrypted)
	if err != nil {
		return "", err
	}
	block, err := des.NewCipher(key)
	if err != nil {
		return "", err
	}
	out := make([]byte, len(src))
	dst := out
	bs := block.BlockSize()
	if len(src)%bs != 0 {
		return "", errors.New("crypto/cipher: input not full blocks")
	}
	for len(src) > 0 {
		block.Decrypt(dst, src[:bs])
		src = src[bs:]
		dst = dst[bs:]
	}
	out = ZeroUnPadding(out)
	return string(out), nil
}


4. RSA

首先使用openssl生成公私钥,使用RSA的时候需要提供公钥和私钥 , 可以通过openss来生成对应的pem格式的公钥和私钥匙 

package main

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

// 私钥生成
// openssl genrsa -out rsa_private_key.pem 1024
var privateKey = []byte(`
-----BEGIN RSA PRIVATE KEY-----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-----END RSA PRIVATE KEY-----
`)

// 公钥: 根据私钥生成
// 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 main() {
	data, _ := RsaEncrypt([]byte("hello world"))
	fmt.Println(base64.StdEncoding.EncodeToString(data))
	origData, _ := RsaDecrypt(data)
	fmt.Println(string(origData))
}


版权声明：本文为xijinno1原创文章，遵循 CC 4.0 BY-SA 版权协议，转载请附上原文出处链接和本声明。
Tags: