关于aes:Go-加密解密算法总结

前言

加密解密在理论开发中利用比拟宽泛，罕用加解密分为：“对称式 ”、“ 非对称式 ”和” 数字签名“。

对称式 ：对称加密(也叫私钥加密) 指加密和解密应用雷同密钥的加密算法。具体算法次要有 DES 算法，3DES 算法，TDEA 算法，Blowfish 算法，RC5 算法，IDEA 算法。

非对称加密(公钥加密)：指加密和解密应用不同密钥的加密算法，也称为公私钥加密。具体算法次要有 RSA、Elgamal、背包算法、Rabin、D-H、ECC（椭圆曲线加密算法）。

数字签名：数字签名是非对称密钥加密技术与数字摘要技术的利用。次要算法有 md5、hmac、sha1 等。

以下介绍 golang 语言次要的加密解密算法实现。

md5

MD5 信息摘要算法 是一种被宽泛应用的明码散列函数，能够产生出一个 128 位（16 进制，32 个字符）的散列值（hash value），用于确保信息传输残缺统一。

func GetMd5String(s string) string {h := md5.New()
    h.Write([]byte(s))
    return hex.EncodeToString(h.Sum(nil))
}

hmac

HMAC 是密钥相干的哈希运算音讯认证码（Hash-based Message Authentication Code）的缩写，

它通过一个规范算法，在计算哈希的过程中，把 key 混入计算过程中。

和咱们自定义的加 salt 算法不同，Hmac 算法针对所有哈希算法都通用，无论是 MD5 还是 SHA-1。采纳 Hmac 代替咱们本人的 salt 算法，能够使程序算法更标准化，也更平安。

示例

//key 随便设置 data 要加密数据
func Hmac(key, data string) string {hash:= hmac.New(md5.New, []byte(key)) // 创立对应的 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)) // 创立对应的 sha256 哈希加密算法
    hash.Write([]byte(data))
    return hex.EncodeToString(hash.Sum([]byte("")))
}

sha1

SHA- 1 能够生成一个被称为音讯摘要的 160 位（20 字节）散列值，散列值通常的出现模式为 40 个十六进制数。

func Sha1(data string) string {sha1 := sha1.New()
    sha1.Write([]byte(data))
    return hex.EncodeToString(sha1.Sum([]byte("")))
}

AES

密码学中的高级加密规范（Advanced Encryption Standard，AES），又称 Rijndael 加密法，是美国联邦政府采纳的一种区块加密规范。这个规范用来代替原先的 DES（Data Encryption Standard），曾经被多方剖析且广为全世界所应用。AES 中常见的有三种解决方案，别离为 AES-128、AES-192 和 AES-256。如果采纳真正的 128 位加密技术甚至 256 位加密技术，蛮力攻打要取得成功须要消耗相当长的工夫。

AES 有五种加密模式：

• 电码本模式（Electronic Codebook Book (ECB)）、
• 明码分组链接模式（Cipher Block Chaining (CBC)）、
• 计算器模式（Counter (CTR)）、
• 明码反馈模式（Cipher FeedBack (CFB)）
• 输入反馈模式（Output FeedBack (OFB)）

ECB 模式

出于平安思考，golang 默认并不反对 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))
    // 分组分块加密
    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 密钥
    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("解密后果：", decryptCode)
}
func AesEncrypt(orig string, key string) string {
    // 转成字节数组
    origData := []byte(orig)
    k := []byte(key)
    // 分组秘钥
    // NewCipher 该函数限度了输出 k 的长度必须为 16, 24 或者 32
    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])
    // 创立数组
    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])
    // 创立数组
    orig := make([]byte, len(crytedByte))
    // 解密
    blockMode.CryptBlocks(orig, crytedByte)
    // 去补全码
    orig = PKCS7UnPadding(orig)
    return string(orig)
}
// 补码
//AES 加密数据块分组长度必须为 128bit(byte[16])，密钥长度能够是 128bit(byte[16])、192bit(byte[24])、256bit(byte[32])中的任意一个。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)]
}

CRT 模式

package main

import (
    "bytes"
    "crypto/aes"
    "crypto/cipher"
    "fmt"
)
// 加密
func aesCtrCrypt(plainText []byte, key []byte) ([]byte, error) {

    //1. 创立 cipher.Block 接口
    block, err := aes.NewCipher(key)
    if err != nil {return nil, err}
    //2. 创立分组模式，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
}
// 补码
//AES 加密数据块分组长度必须为 128bit(byte[16])，密钥长度能够是 128bit(byte[16])、192bit(byte[24])、256bit(byte[32])中的任意一个。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)]
}
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

首先应用 openssl 生成公私钥

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: 依据私钥生成
//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 格局的公钥
    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 格局的私钥
    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))
}

参考：

https://www.liaoxuefeng.com/w…

https://studygolang.com/artic…

https://segmentfault.com/a/11…

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