go实现rsa和aes加解密
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2024-05-29 17:05:15
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密码学中两大经典算法,一个是对称加解密,具有代表性的是AES加解密,另一个是非对称加解密,代表性的是RSA加解密。那什么事对称和非对称呢?

  1. 对称加密算法又称为传统密码算法,加密密钥和解密密钥是相同的。对称加密算法要求通信双方在开始通信前,要首先商定一个用于加密和解密的密钥。算法的安全性就依赖于这个密钥,如果这个密钥被泄露了,就意味着通信不再安全
  2. 非对称加密算法是现代密码学取得的最大成就之一,也是密码学近20年来能够快速发展和推广应用的主要原因之一。非对称加密算法中加密密钥和解密密钥不一样,并且解密密钥理论上很难根据加密密钥推算出来。

非对称加密算法的加密密钥是公开的,理论上任何人都可以获得这个公开的加密密钥进行数据加密。但是,使用公开的加密密钥加密的信息只有相应的解密密钥才能解开,而这个解密密钥一般是不公开的。在非对称加密算法中,加密密钥也叫公钥,解密密钥称为私钥

AES加解密

要编写AES算法,首先了解AES算法原理,AES算法是一个对称分组密码算法。数据分组长度必须是 128 bits,使用的密钥长度为 128,192 或 256 bits。对于三种不同密钥长度的 AES 算法,分别称为“AES-128”、“AES-192”、“AES-256”。AES加密算法涉及4种操作:字节替代(SubBytes)行移位(ShiftRows)列混(MixColumns)轮密钥加(AddRoundKey)

​ 从AES的加密和解密的流程图中可知:解密算法的每一步分别对应加密算法的逆操作。加解密所有操作的顺序正好是相反的,正是这样才保证了算法的正确性。加解密中每轮的密钥分别由种子密钥经过密钥扩展算法得到,算法中16字节的明文、密文和轮子密钥都以一个4x4的矩阵表示。

详情参考:https://zhuanlan.zhihu.com/p/78913397
这里给出go的AES示例:

package rsdandaesimport ("bytes""crypto/aes""crypto/cipher""encoding/base64""fmt"
)func CBC() {orig := "http://c.biancheng.net/golang/"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, _ := 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)
}func PKCS7Padding(ciphertext []byte, blocksize int) []byte {padding := blocksize - len(ciphertext)%blocksizepadtext := bytes.Repeat([]byte{byte(padding)}, padding)return append(ciphertext, padtext...)
}func PKCS7UnPadding(origData []byte) []byte {length := len(origData)unpadding := int(origData[length-1])return origData[:(length - unpadding)]
}

输出结果如下:

原文: http://c.biancheng.net/golang/
密文: m6bjY+Z9O8LPwT8nYPZ9/41JG7+k5PXxtENxYwnrii0=
解密结果: http://c.biancheng.net/golang/

接着看一下RSA加解密

RSA加解密

AES 一般用于加解密文,而 RSA 算法一算用来加解密密码

package rsdandaesimport ("crypto/rand""crypto/rsa""crypto/x509""encoding/base64""encoding/pem""errors""fmt"
)// 可通过openssl产生//openssl genrsa -out rsa_private_key.pem 1024
var privateKey = []byte(`-----BEGIN RSA PRIVATE KEY-----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-----END RSA PRIVATE KEY-----`)// openssl//openssl rsa -in rsa_private_key.pem -pubout -out rsa_public_key.pem
var publicKey = []byte(`-----BEGIN PUBLIC KEY-----MIGfMA0GCSqGSIb3DQEBAQUAA4GNADCBiQKBgQDfw1/P15GQzGGYvNwVmXIGGxea8Pb2wJcF7ZW7tmFdLSjOItn9kvUsbQgS5yxx+f2sAv1ocxbPTsFdRc6yUTJdeQolDOkEzNP0B8XKm+Lxy4giwwR5LJQTANkqe4w/d9u129bRhTu/SUzSUIr65zZ/s6TUGQD6QzKY1Y8xS+FoQQIDAQAB-----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 RSA() {data, _ := RsaEncrypt([]byte("http://c.biancheng.net/golang/"))fmt.Println(base64.StdEncoding.EncodeToString(data))origData, _ := RsaDecrypt(data)fmt.Println(string(origData))
}

输出如下:

go run main.go
z7mjbTqVg09F20pVib8TqGpZ3d/dNkYg4Hksai/elXoOJJJRH0YgRT4fqJTzj2+9DaCH5BXhiFuCgPzEOl2S3oPeTIQjEFqbYy7yBNScufWaGhh0YigrqUyseQ7JJR+oWTCZPpMNie/xKg9
vhUqJ7yH3d91v+AexHw7HOcLYHYE=
http://c.biancheng.net/golang/

这里总结归类下,rsa算法分为4步

  1. 密钥生成
  2. 密钥分发
  3. 加密
  4. 解密
    RSA公开密钥密码体制的原理是:根据数论,寻求两个大素数比较简单,而将它们的乘积进行因式分解却极其困难,因此可以将乘积公开作为加密密钥

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