Go 語言怎么使用對稱加密？
?1.介紹
在項目開發(fā)中，我們經(jīng)常會遇到需要使用對稱密鑰加密的場景，比如客戶端調(diào)用接口時，參數(shù)包含手機(jī)號、身份證號或銀行卡號等。
對稱密鑰加密是一種加密方式，其中只有一個密鑰用于加密和解密數(shù)據(jù)。通過對稱加密進(jìn)行通信的實體必須共享該密鑰，以便可以在解密過程中使用它。這種加密方法與非對稱加密不同，非對稱加密使用一對密鑰（一個公鑰和一個私鑰）來加密和解密數(shù)據(jù)。
2.AES 算法
常見的對稱密鑰加密算法有 AES (Advanced Encryption Standard)，DES (Data Encryption Standard) 等，它們都屬于分組密碼。
因為基于目前計算機(jī)的處理能力，可以很快破解 DES 算法，所以 DES 目前已經(jīng)很少被使用。
AES 是目前最常用的對稱密鑰加密算法，最初稱為 Rijndael。AES 密碼每個分組大小是 128 bits，但是它具有三種密鑰長度，分別是 AES-128、AES-192 和 AES-256。需要注意的是，在 Golang 標(biāo)準(zhǔn)庫提供的接口中，僅支持 AES-128（16 byte），實際上 AES-128 的加密強(qiáng)度已經(jīng)足夠安全。
本文我們主要介紹 Golang 中怎么使用 AES 算法的對稱密鑰加密。
3.實踐
AES 算法的分組模式包含 ECB、CBC、CFB、OFB 和 CTR，其中 ECB 和 CBC 使用比較多，雖然 ECB 比 CBC 簡單，效率高，但是它的密文有規(guī)律，比較容易破解，所以，更推薦大家使用 CBC，本文我們主要介紹使用最多的 CBC 分組模式。
需要注意的是，ECB 和 CBC 分組模式的最后一個分組，需要填充滿 16 byte，關(guān)于填充模式，限于篇幅，本文不展開介紹，但會提供填充數(shù)據(jù)和取消填充數(shù)據(jù)的代碼。
Golang 實現(xiàn) AES 對稱加密算法主要分為以下幾個步驟：
加密步驟：
- 創(chuàng)建一個新的加密塊。
- 獲取加密塊的大小。
- 填充數(shù)據(jù)。
- 初始化向量。
- 指定加密塊的分組模式。
- 進(jìn)行加密多個塊。
示例代碼：
func AESCbcEncrypt(secretKey, src string) string {
key := []byte(secretKey)
if len(key) > 16 {
key = key[:16]
}
plaintext := []byte(src)
block, err := aes.NewCipher(key)
if err != nil {
panic(err)
}
blockSize := block.BlockSize()
plaintext = Padding(plaintext, blockSize)
if len(plaintext)%aes.BlockSize != 0 {
panic("plaintext is not a multiple of the block size")
}
ciphertext := make([]byte, aes.BlockSize+len(plaintext))
iv := ciphertext[:aes.BlockSize]
if _, err := io.ReadFull(rand.Reader, iv); err != nil {
panic(err)
}
mode := cipher.NewCBCEncrypter(block, iv)
mode.CryptBlocks(ciphertext[aes.BlockSize:], plaintext)
return base64.StdEncoding.EncodeToString(ciphertext)
}
解密步驟：
- 創(chuàng)建一個新的加密塊。
- 初始化向量。
- 指定解密塊的分組模式。
- 進(jìn)行解密多個塊。
- 取消填充數(shù)據(jù)。
示例代碼：
func AESCbcDecrypt(secretKey, src string) string {
key := []byte(secretKey)
ciphertext, _ := base64.StdEncoding.DecodeString(src)
block, err := aes.NewCipher(key)
if err != nil {
panic(err)
}
if len(ciphertext) < aes.BlockSize {
panic("ciphertext too short")
}
iv := ciphertext[:aes.BlockSize]
ciphertext = ciphertext[aes.BlockSize:]
if len(ciphertext)%aes.BlockSize != 0 {
panic("ciphertext is not a multiple of the block size")
}
mode := cipher.NewCBCDecrypter(block, iv)
mode.CryptBlocks(ciphertext, ciphertext)
ciphertext = UnPadding(ciphertext)
return string(ciphertext)
}
填充示例代碼：
func Padding(plainText []byte, blockSize int) []byte {
padding := blockSize - len(plainText)%blockSize
char := []byte{byte(padding)}
newPlain := bytes.Repeat(char, padding)
return append(plainText, newPlain...)
}
取消填充示例代碼：
func UnPadding(plainText []byte) []byte {
length := len(plainText)
lastChar := plainText[length-1]
padding := int(lastChar)
return plainText[:length-padding]
}
需要注意的是，初始化向量（IV）是隨機(jī)的，細(xì)心的讀者朋友們可能已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，使用隨機(jī) IV ，同一份明文，每次加密得到的密文也都不同。但是，加密和解密使用的 IV 必須相同。
4.總結(jié)
本文我們介紹了對稱密鑰加密的概念，并簡單介紹了 AES 算法，最終我們還提供了 Golang 怎么使用 AES 算法的 CBC 分組模式實現(xiàn)對稱密鑰加密的示例代碼，感興趣的讀者朋友，可以自行編寫其它分組模式的代碼。
本文重點是介紹怎么使用 Go 語言實現(xiàn)對稱密鑰加密，代碼占用篇幅比較多，關(guān)于 AES 算法的分組模式和填充模式的詳細(xì)介紹，感興趣的讀者朋友們可以閱讀參考資料給出的鏈接地址。
