golang中的加密方式总结

项目里要用到aes加密解密, 我用go写一个服务实现加密解密。发现golang的crypto 默认支持CBC模式,这个不用管,反正我的项目加密解密都是通过go写的服务来实现的。

关于密码学

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
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

AES

AES:高级加密标准(Advanced Encryption Standard),又称Rijndael加密法,这个标准用来替代原先的DES。AES加密数据块分组长度必须为128bit(byte[16]),密钥长度可以是128bit(byte[16])、192bit(byte[24])、256bit(byte[32])中的任意一个。

块:对明文进行加密的时候,先要将明文按照128bit进行划分。

填充方式:因为明文的长度不一定总是128的整数倍,所以要进行补位,我们这里采用的是PKCS7填充方式

AES实现的方式多样, 其中包括ECB、CBC、CFB、OFB等

1.电码本模式(Electronic Codebook Book (ECB))

将明文分组加密之后的结果直接称为密文分组。

2.密码分组链接模式(Cipher Block Chaining (CBC))

将明文分组与前一个密文分组进行XOR运算,然后再进行加密。每个分组的加解密都依赖于前一个分组。而第一个分组没有前一个分组,因此需要一个初始化向量

3.计算器模式(Counter (CTR))

4.密码反馈模式(Cipher FeedBack (CFB))

前一个密文分组会被送回到密码算法的输入端。
在CBC和EBC模式中,明文分组都是通过密码算法进行加密的。而在CFB模式中,明文分组并没有通过加密算法直接进行加密,明文分组和密文分组之间只有一个XOR。

5.输出反馈模式(Output FeedBack (OFB))

加密模式 对应加解密方法 对应解密方法
CBC NewCBCDecrypter NewCBCEncrypter
CTR NewCTR -
CFB NewCFBDecrypter NewCFBEncrypter
OFB NewOFB -

1.CBC模式, 最常见的使用的方式

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
    // NewCipher该函数限制了输入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)
}
//补码
//AES加密数据块分组长度必须为128bit(byte[16]),密钥长度可以是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)]
}

2.ECB模式: mysql中AES_DECRYPT函数的实现方式

package mycrypto

import (
    "crypto/aes"
)

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
}

关于PHP的crypto函数

AES加密在php5的版本中使用的mcrypt_decrypt 函数,该函数已经在php7.1后弃用了,取而代之的是openssl的openssl_encrypt和openssl_decrypt,并且代码也非常精简,下面是示例代码:

ph.w
ph.w 2个月前

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