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Go加密解密算法總結(jié)

作者：guyan0319
開(kāi)發(fā) 后端 算法
加密解密在實(shí)際開(kāi)發(fā)中應(yīng)用比較廣泛，常用加解密分為：“對(duì)稱(chēng)式”、“非對(duì)稱(chēng)式”和”數(shù)字簽名“。以下介紹golang語(yǔ)言主要的加密解密算法實(shí)現(xiàn)。

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前言

加密解密在實(shí)際開(kāi)發(fā)中應(yīng)用比較廣泛，常用加解密分為：“對(duì)稱(chēng)式”、“非對(duì)稱(chēng)式”和”數(shù)字簽名“。

對(duì)稱(chēng)式：對(duì)稱(chēng)加密(也叫私鑰加密)指加密和解密使用相同密鑰的加密算法。具體算法主要有DES算法，3DES算法，TDEA算法，Blowfish算法，RC5算法，IDEA算法。

非對(duì)稱(chēng)加密(公鑰加密)：指加密和解密使用不同密鑰的加密算法，也稱(chēng)為公私鑰加密。具體算法主要有RSA、Elgamal、背包算法、Rabin、D-H、ECC（橢圓曲線加密算法）。

數(shù)字簽名：數(shù)字簽名是非對(duì)稱(chēng)密鑰加密技術(shù)與數(shù)字摘要技術(shù)的應(yīng)用。主要算法有md5、hmac、sha1等。

以下介紹golang語(yǔ)言主要的加密解密算法實(shí)現(xiàn)。

md5

MD5信息摘要算法是一種被廣泛使用的密碼散列函數(shù)，可以產(chǎn)生出一個(gè)128位（16進(jìn)制，32個(gè)字符）的散列值（hash value），用于確保信息傳輸完整一致。 

  1. func GetMd5String(s string) string {  
  2.     h := md5.New() 
  3.     h.Write([]byte(s))  
  4.     return hex.EncodeToString(h.Sum(nil))  
  5. } 

hmac

HMAC是密鑰相關(guān)的哈希運(yùn)算消息認(rèn)證碼（Hash-based Message Authentication Code）的縮寫(xiě)，

它通過(guò)一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)算法，在計(jì)算哈希的過(guò)程中，把key混入計(jì)算過(guò)程中。

和我們自定義的加salt算法不同，Hmac算法針對(duì)所有哈希算法都通用，無(wú)論是MD5還是SHA-1。采用Hmac替代我們自己的salt算法，可以使程序算法更標(biāo)準(zhǔn)化，也更安全。

示例 

  1. //key隨意設(shè)置 data 要加密數(shù)據(jù)  
  2. func Hmac(key, data string) string {  
  3.     hash:= hmac.New(md5.New, []byte(key)) // 創(chuàng)建對(duì)應(yīng)的md5哈希加密算法  
  4.     hash.Write([]byte(data))  
  5.     return hex.EncodeToString(hash.Sum([]byte("")))  
  6. }  
  7. func HmacSha256(key, data string) string {  
  8.     hash:= hmac.New(sha256.New, []byte(key)) //創(chuàng)建對(duì)應(yīng)的sha256哈希加密算法  
  9.     hash.Write([]byte(data))  
  10.     return hex.EncodeToString(hash.Sum([]byte("")))  
  11. } 

sha1

SHA-1可以生成一個(gè)被稱(chēng)為消息摘要的160位（20字節(jié)）散列值，散列值通常的呈現(xiàn)形式為40個(gè)十六進(jìn)制數(shù)。 

  1. func Sha1(data string) string {  
  2.     sha1 := sha1.New()  
  3.     sha1.Write([]byte(data))  
  4.     return hex.EncodeToString(sha1.Sum([]byte("")))  
  5. } 

AES

密碼學(xué)中的高級(jí)加密標(biāo)準(zhǔn)（Advanced Encryption Standard，AES），又稱(chēng)Rijndael加密法，是美國(guó)聯(lián)邦政府采用的一種區(qū)塊加密標(biāo)準(zhǔn)。這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)用來(lái)替代原先的DES（Data Encryption Standard），已經(jīng)被多方分析且廣為全世界所使用。AES中常見(jiàn)的有三種解決方案，分別為AES-128、AES-192和AES-256。如果采用真正的128位加密技術(shù)甚至256位加密技術(shù)，蠻力攻擊要取得成功需要耗費(fèi)相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間。

AES 有五種加密模式：

  •  電碼本模式（Electronic Codebook Book (ECB)）、
  •  密碼分組鏈接模式（Cipher Block Chaining (CBC)）、
  •  計(jì)算器模式（Counter (CTR)）、
  •  密碼反饋模式（Cipher FeedBack (CFB)）
  •  輸出反饋模式（Output FeedBack (OFB)）

ECB模式

出于安全考慮，golang默認(rèn)并不支持ECB模式。 

  1. package main  
  2. import (  
  3.     "crypto/aes"  
  4.     "fmt"  
  5. )  
  6. func AESEncrypt(src []byte, key []byte) (encrypted []byte) {  
  7.     cipher, _ := aes.NewCipher(generateKey(key))  
  8.     length := (len(src) + aes.BlockSize) / aes.BlockSize  
  9.     plain := make([]byte, length*aes.BlockSize) 
  10.      copy(plain, src)  
  11.     pad := byte(len(plain) - len(src))  
  12.     for i := len(src); i < len(plain); i++ {  
  13.         plain[i] = pad  
  14.     }  
  15.     encrypted = make([]byte, len(plain))  
  16.     // 分組分塊加密  
  17.     for bs, be := 0, cipher.BlockSize(); bs <= len(src); bs, be = bs+cipher.BlockSize(), be+cipher.BlockSize() {  
  18.         cipher.Encrypt(encrypted[bs:be], plain[bs:be])  
  19.     }  
  20.     return encrypted  
  21. }  
  22. func AESDecrypt(encrypted []byte, key []byte) (decrypted []byte) {  
  23.     cipher, _ := aes.NewCipher(generateKey(key))  
  24.     decrypted = make([]byte, len(encrypted))  
  25.     // 
  26.      for bs, be := 0, cipher.BlockSize(); bs < len(encrypted); bs, be = bs+cipher.BlockSize(), be+cipher.BlockSize() {  
  27.         cipher.Decrypt(decrypted[bs:be], encrypted[bs:be])  
  28.     }  
  29.     trim := 0  
  30.     if len(decrypted) > 0 {  
  31.         trim = len(decrypted) - int(decrypted[len(decrypted)-1])  
  32.     }  
  33.     return decrypted[:trim]  
  34. }  
  35. func generateKey(key []byte) (genKey []byte) { 
  36.     genKey = make([]byte, 16)  
  37.     copy(genKey, key)  
  38.     for i := 16; i < len(key); {  
  39.         for j := 0; j < 16 && i < len(key); j, i = j+1, i+1 {  
  40.             genKey[j] ^= key[i]  
  41.         }  
  42.     }  
  43.     return genKey 
  44. }  
  45. func main()  {  
  46.     source:="hello world"  
  47.     fmt.Println("原字符：",source)  
  48.     //16byte密鑰  
  49.     key:="1443flfsaWfdas"  
  50.     encryptCode:=AESEncrypt([]byte(source),[]byte(key))  
  51.     fmt.Println("密文：",string(encryptCode))  
  52.     decryptCode:=AESDecrypt(encryptCode,[]byte(key))  
  53.     fmt.Println("解密：",string(decryptCode))  
  54. } 

CBC模式 

  1. package main 
  2. import(  
  3.     "bytes"  
  4.     "crypto/aes"  
  5.     "fmt"  
  6.     "crypto/cipher"  
  7.     "encoding/base64"  
  8. )  
  9. func main() {  
  10.     orig := "hello world"  
  11.     key := "0123456789012345"  
  12.     fmt.Println("原文：", orig)  
  13.     encryptCode := AesEncrypt(orig, key)  
  14.     fmt.Println("密文：" , encryptCode)  
  15.     decryptCode := AesDecrypt(encryptCode, key)  
  16.     fmt.Println("解密結(jié)果：", decryptCode)  
  17. }  
  18. func AesEncrypt(orig string, key string) string {  
  19.     // 轉(zhuǎn)成字節(jié)數(shù)組  
  20.     origData := []byte(orig)  
  21.     k := []byte(key)  
  22.     // 分組秘鑰  
  23.     // NewCipher該函數(shù)限制了輸入k的長(zhǎng)度必須為16, 24或者32  
  24.     block, _ := aes.NewCipher(k)  
  25.     // 獲取秘鑰塊的長(zhǎng)度  
  26.     blockSize := block.BlockSize()  
  27.     // 補(bǔ)全碼  
  28.     origData = PKCS7Padding(origData, blockSize) 
  29.     // 加密模式  
  30.     blockMode := cipher.NewCBCEncrypter(block, k[:blockSize])  
  31.     // 創(chuàng)建數(shù)組  
  32.     cryted := make([]byte, len(origData))  
  33.     // 加密  
  34.     blockMode.CryptBlocks(cryted, origData)  
  35.     return base64.StdEncoding.EncodeToString(cryted)  
  36. }  
  37. func AesDecrypt(cryted string, key string) string {  
  38.     // 轉(zhuǎn)成字節(jié)數(shù)組  
  39.     crytedByte, _ := base64.StdEncoding.DecodeString(cryted)  
  40.     k := []byte(key)  
  41.     // 分組秘鑰  
  42.     block, _ := aes.NewCipher(k)  
  43.     // 獲取秘鑰塊的長(zhǎng)度  
  44.     blockSize := block.BlockSize()  
  45.     // 加密模式  
  46.     blockMode := cipher.NewCBCDecrypter(block, k[:blockSize])  
  47.     // 創(chuàng)建數(shù)組  
  48.     orig := make([]byte, len(crytedByte))  
  49.     // 解密  
  50.     blockMode.CryptBlocks(orig, crytedByte)  
  51.     // 去補(bǔ)全碼  
  52.     orig = PKCS7UnPadding(orig)  
  53.     return string(orig)  
  54. }  
  55. //補(bǔ)碼  
  56. //AES加密數(shù)據(jù)塊分組長(zhǎng)度必須為128bit(byte[16])，密鑰長(zhǎng)度可以是128bit(byte[16])、192bit(byte[24])、256bit(byte[32])中的任意一個(gè)。  
  57. func PKCS7Padding(ciphertext []byte, blocksize int) []byte {  
  58.     padding := blocksize - len(ciphertext)%blocksize  
  59.     padtext := bytes.Repeat([]byte{byte(padding)}, padding)  
  60.     return append(ciphertext, padtext...)  
  61. }  
  62. //去碼  
  63. func PKCS7UnPadding(origData []byte) []byte {  
  64.     length := len(origData)  
  65.     unpadding := int(origData[length-1])  
  66.     return origData[:(length - unpadding)]  
  67. } 

CRT模式 

  1. package main  
  2. import (  
  3.     "bytes"  
  4.     "crypto/aes"  
  5.     "crypto/cipher"  
  6.     "fmt"  
  7. )  
  8. //加密  
  9. func aesCtrCrypt(plainText []byte, key []byte) ([]byte, error) {  
  10.     //1. 創(chuàng)建cipher.Block接口  
  11.     block, err := aes.NewCipher(key)  
  12.     if err != nil {  
  13.         return nil, err  
  14.     }  
  15.     //2. 創(chuàng)建分組模式，在crypto/cipher包中  
  16.     iv := bytes.Repeat([]byte("1"), block.BlockSize())  
  17.     stream := cipher.NewCTR(block, iv)  
  18.     //3. 加密  
  19.     dst := make([]byte, len(plainText))  
  20.     stream.XORKeyStream(dst, plainText)  
  21.     return dst, nil  
  22. }  
  23. func main() {  
  24.     source:="hello world"  
  25.     fmt.Println("原字符：",source)  
  26.     key:="1443flfsaWfdasds"  
  27.     encryptCode,_:=aesCtrCrypt([]byte(source),[]byte(key))  
  28.     fmt.Println("密文：",string(encryptCode))  
  29.     decryptCode,_:=aesCtrCrypt(encryptCode,[]byte(key))  
  30.     fmt.Println("解密：",string(decryptCode))  
  31. }  
  32. CFB模式  
  33. package main  
  34. import (  
  35.     "crypto/aes"  
  36.     "crypto/cipher"  
  37.     "crypto/rand"  
  38.     "encoding/hex"  
  39.     "fmt"  
  40.     "io"  
  41. )  
  42. func AesEncryptCFB(origData []byte, key []byte) (encrypted []byte) {  
  43.     block, err := aes.NewCipher(key)  
  44.     if err != nil {  
  45.         //panic(err)  
  46.     }  
  47.     encrypted = make([]byte, aes.BlockSize+len(origData))  
  48.     iv := encrypted[:aes.BlockSize]  
  49.     if _, err := io.ReadFull(rand.Reader, iv); err != nil {  
  50.         //panic(err)  
  51.     }  
  52.     stream := cipher.NewCFBEncrypter(block, iv)  
  53.     stream.XORKeyStream(encrypted[aes.BlockSize:], origData)  
  54.     return encrypted  
  55. }  
  56. func AesDecryptCFB(encrypted []byte, key []byte) (decrypted []byte) {  
  57.     block, _ := aes.NewCipher(key)  
  58.     if len(encrypted) < aes.BlockSize {  
  59.         panic("ciphertext too short")  
  60.     }  
  61.     iv := encrypted[:aes.BlockSize]  
  62.     encryptedencrypted = encrypted[aes.BlockSize:]  
  63.     stream := cipher.NewCFBDecrypter(block, iv)  
  64.     stream.XORKeyStream(encrypted, encrypted)  
  65.     return encrypted  
  66. }  
  67. func main() {  
  68.     source:="hello world"  
  69.     fmt.Println("原字符：",source)  
  70.     key:="ABCDEFGHIJKLMNO1"//16位  
  71.     encryptCode:=AesEncryptCFB([]byte(source),[]byte(key))  
  72.     fmt.Println("密文：",hex.EncodeToString(encryptCode))  
  73.     decryptCode:=AesDecryptCFB(encryptCode,[]byte(key))  
  74.     fmt.Println("解密：",string(decryptCode))  
  75. } 

OFB模式 

  1. package main  
  2. import (  
  3.     "bytes"  
  4.     "crypto/aes"  
  5.     "crypto/cipher"  
  6.     "crypto/rand"  
  7.     "encoding/hex"  
  8.     "fmt"  
  9.     "io"  
  10. )  
  11. func aesEncryptOFB( data[]byte,key []byte) ([]byte, error) {  
  12.     data = PKCS7Padding(data, aes.BlockSize)  
  13.     block, _ := aes.NewCipher([]byte(key))  
  14.     out := make([]byte, aes.BlockSize + len(data))  
  15.     iv := out[:aes.BlockSize]  
  16.     if _, err := io.ReadFull(rand.Reader, iv); err != nil {  
  17.         return nil, err  
  18.     }  
  19.     stream := cipher.NewOFB(block, iv)  
  20.     stream.XORKeyStream(out[aes.BlockSize:], data)  
  21.     return out, nil  
  22. }  
  23. func aesDecryptOFB( data[]byte,key []byte) ([]byte, error) {  
  24.     block, _ := aes.NewCipher([]byte(key))  
  25.     iv  := data[:aes.BlockSize]  
  26.     datadata = data[aes.BlockSize:]  
  27.     if len(data) % aes.BlockSize != 0 {  
  28.         return nil, fmt.Errorf("data is not a multiple of the block size")  
  29.     }  
  30.     out := make([]byte, len(data))  
  31.     mode := cipher.NewOFB(block, iv)  
  32.     mode.XORKeyStream(out, data)  
  33.     out= PKCS7UnPadding(out)  
  34.     return out, nil  
  35. }  
  36. //補(bǔ)碼  
  37. //AES加密數(shù)據(jù)塊分組長(zhǎng)度必須為128bit(byte[16])，密鑰長(zhǎng)度可以是128bit(byte[16])、192bit(byte[24])、256bit(byte[32])中的任意一個(gè)。  
  38. func PKCS7Padding(ciphertext []byte, blocksize int) []byte {  
  39.     padding := blocksize - len(ciphertext)%blocksize  
  40.     padtext := bytes.Repeat([]byte{byte(padding)}, padding)  
  41.     return append(ciphertext, padtext...)  
  42. }  
  43. //去碼  
  44. func PKCS7UnPadding(origData []byte) []byte {  
  45.     length := len(origData)  
  46.     unpadding := int(origData[length-1])  
  47.     return origData[:(length - unpadding)]  
  48. }  
  49. func main() {  
  50.     source:="hello world"  
  51.     fmt.Println("原字符：",source)  
  52.     key:="1111111111111111"//16位  32位均可  
  53.     encryptCode,_:=aesEncryptOFB([]byte(source),[]byte(key))  
  54.     fmt.Println("密文：",hex.EncodeToString(encryptCode))  
  55.     decryptCode,_:=aesDecryptOFB(encryptCode,[]byte(key))  
  56.     fmt.Println("解密：",string(decryptCode))  
  57. } 

RSA加密

首先使用openssl生成公私鑰 

  1. package main 
  2. import (  
  3.     "crypto/rand"  
  4.     "crypto/rsa"  
  5.     "crypto/x509"  
  6.     "encoding/base64"  
  7.     "encoding/pem"  
  8.     "errors"  
  9.     "fmt"  
  10. ) 
  11. // 私鑰生成  
  12. //openssl genrsa -out rsa_private_key.pem 1024  
  13. var privateKey = []byte(`  
  14. -----BEGIN RSA PRIVATE KEY-----  
  15. MIICWwIBAAKBgQDcGsUIIAINHfRTdMmgGwLrjzfMNSrtgIf4EGsNaYwmC1GjF/bM  
  16. h0Mcm10oLhNrKNYCTTQVGGIxuc5heKd1gOzb7bdTnCDPPZ7oV7p1B9Pud+6zPaco  
  17. qDz2M24vHFWYY2FbIIJh8fHhKcfXNXOLovdVBE7Zy682X1+R1lRK8D+vmQIDAQAB  
  18. AoGAeWAZvz1HZExca5k/hpbeqV+0+VtobMgwMs96+U53BpO/VRzl8Cu3CpNyb7HY  
  19. 64L9YQ+J5QgpPhqkgIO0dMu/0RIXsmhvr2gcxmKObcqT3JQ6S4rjHTln49I2sYTz  
  20. 7JEH4TcplKjSjHyq5MhHfA+CV2/AB2BO6G8limu7SheXuvECQQDwOpZrZDeTOOBk  
  21. z1vercawd+J9ll/FZYttnrWYTI1sSF1sNfZ7dUXPyYPQFZ0LQ1bhZGmWBZ6a6wd9  
  22. R+PKlmJvAkEA6o32c/WEXxW2zeh18sOO4wqUiBYq3L3hFObhcsUAY8jfykQefW8q  
  23. yPuuL02jLIajFWd0itjvIrzWnVmoUuXydwJAXGLrvllIVkIlah+lATprkypH3Gyc  
  24. YFnxCTNkOzIVoXMjGp6WMFylgIfLPZdSUiaPnxby1FNM7987fh7Lp/m12QJAK9iL 
  25. 2JNtwkSR3p305oOuAz0oFORn8MnB+KFMRaMT9pNHWk0vke0lB1sc7ZTKyvkEJW0o  
  26. eQgic9DvIYzwDUcU8wJAIkKROzuzLi9AvLnLUrSdI6998lmeYO9x7pwZPukz3era  
  27. zncjRK3pbVkv0KrKfczuJiRlZ7dUzVO0b6QJr8TRAA==  
  28. -----END RSA PRIVATE KEY-----  
  29. `)  
  30. // 公鑰: 根據(jù)私鑰生成  
  31. //openssl rsa -in rsa_private_key.pem -pubout -out rsa_public_key.pem 
  32. var publicKey = []byte(`  
  33. -----BEGIN PUBLIC KEY-----  
  34. MIGfMA0GCSqGSIb3DQEBAQUAA4GNADCBiQKBgQDcGsUIIAINHfRTdMmgGwLrjzfM  
  35. NSrtgIf4EGsNaYwmC1GjF/bMh0Mcm10oLhNrKNYCTTQVGGIxuc5heKd1gOzb7bdT  
  36. nCDPPZ7oV7p1B9Pud+6zPacoqDz2M24vHFWYY2FbIIJh8fHhKcfXNXOLovdVBE7Z  
  37. y682X1+R1lRK8D+vmQIDAQAB  
  38. -----END PUBLIC KEY-----  
  39. `)  
  40. // 加密  
  41. func RsaEncrypt(origData []byte) ([]byte, error) {  
  42.     //解密pem格式的公鑰  
  43.     block, _ := pem.Decode(publicKey)  
  44.     if block == nil {  
  45.         return nil, errors.New("public key error")  
  46.     }  
  47.     // 解析公鑰  
  48.     pubInterface, err := x509.ParsePKIXPublicKey(block.Bytes)  
  49.     if err != nil {  
  50.         return nil, err  
  51.     }  
  52.     // 類(lèi)型斷言  
  53.     pub := pubInterface.(*rsa.PublicKey)  
  54.     //加密  
  55.     return rsa.EncryptPKCS1v15(rand.Reader, pub, origData)  
  56. }  
  57. // 解密  
  58. func RsaDecrypt(ciphertext []byte) ([]byte, error) {  
  59.     //解密  
  60.     block, _ := pem.Decode(privateKey)  
  61.     if block == nil {  
  62.         return nil, errors.New("private key error!")  
  63.     }  
  64.     //解析PKCS1格式的私鑰  
  65.     priv, err := x509.ParsePKCS1PrivateKey(block.Bytes)  
  66.     if err != nil {  
  67.         return nil, err  
  68.     }  
  69.     // 解密  
  70.     return rsa.DecryptPKCS1v15(rand.Reader, priv, ciphertext)  
  71. }  
  72. func main() {  
  73.     data, _ := RsaEncrypt([]byte("hello world"))  
  74.     fmt.Println(base64.StdEncoding.EncodeToString(data))  
  75.     origData, _ := RsaDecrypt(data)  
  76.     fmt.Println(string(origData))  
  77. }  

 

責(zé)任編輯：龐桂玉 來(lái)源： segmentfault
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算法分類(lèi)

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分類(lèi)算法總結(jié)
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