Go加密解密算法总结

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前言

加密解密在实际开发中应用比较广泛，常用加解密分为：“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)指加密和解密使用相同密钥的加密算法。具体算法主要有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)：指加密和解密使用不同密钥的加密算法，也称为公私钥加密。具体算法主要有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应用。主要算法有md5、hmac、sha1等。

以下介绍golang语言主要的加密解密算法实现。

md5

MD5信息摘要算法是一种被广泛使用的密码散列函数，可以产生出一个128位（16进制，32个字符）的散列值（hash value），用于确保信息传输完整一致。 

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

hmac

HMAC是密钥相关的哈希运算消息认证码（Hash-based Message Authentication Code）的缩写，

它通过一个标准算法，在计算哈希的过程中，把key混入计算过程中。

和我们自定义的加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。采用Hmac替代我们自己的salt算法，可以使程序算法更标准化，也更安全。

示例 

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

sha1

SHA-1可以生成一个被称为消息摘要的160位（20字节）散列值，散列值通常的呈现形式为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标准（Advanced Encryption Standard，AES），又称Rijndael加密法，是美国联邦政府采用的一种区块加密标准。这个标准用来替代原先的DES（Data Encryption Standard），已经被多方分析且广为全世界所使用。AES中常见的有三种解决方案，分别为AES-128、AES-192和AES-256。如果采用真正的128位加密技术甚至256位加密技术，蛮力攻击要取得成功需要耗费相当长的时间。

AES 有五种加密模式：

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

ECB模式

出于安全考虑，golang默认并不支持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)]  
} 

CRT模式 

package main  
import (  
    "bytes"  
    "crypto/aes"  
    "crypto/cipher"  
    "fmt"  
)  
//加密  
func aesCtrCrypt(plainText []byte, key []byte) ([]byte, error) {  
    //1. 创建cipher.Block接口  
    block, err := aes.NewCipher(key)  
    if err != nil {  
        return nil, err  
    }  
    //2. 创建分组模式，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]  
    encryptedencrypted = 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]  
    datadata = 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)]  
}  
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

首先使用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-----  
MIICWwIBAAKBgQDcGsUIIAINHfRTdMmgGwLrjzfMNSrtgIf4EGsNaYwmC1GjF/bM  
h0Mcm10oLhNrKNYCTTQVGGIxuc5heKd1gOzb7bdTnCDPPZ7oV7p1B9Pud+6zPaco  
qDz2M24vHFWYY2FbIIJh8fHhKcfXNXOLovdVBE7Zy682X1+R1lRK8D+vmQIDAQAB  
AoGAeWAZvz1HZExca5k/hpbeqV+0+VtobMgwMs96+U53BpO/VRzl8Cu3CpNyb7HY  
64L9YQ+J5QgpPhqkgIO0dMu/0RIXsmhvr2gcxmKObcqT3JQ6S4rjHTln49I2sYTz  
7JEH4TcplKjSjHyq5MhHfA+CV2/AB2BO6G8limu7SheXuvECQQDwOpZrZDeTOOBk  
z1vercawd+J9ll/FZYttnrWYTI1sSF1sNfZ7dUXPyYPQFZ0LQ1bhZGmWBZ6a6wd9  
R+PKlmJvAkEA6o32c/WEXxW2zeh18sOO4wqUiBYq3L3hFObhcsUAY8jfykQefW8q  
yPuuL02jLIajFWd0itjvIrzWnVmoUuXydwJAXGLrvllIVkIlah+lATprkypH3Gyc  
YFnxCTNkOzIVoXMjGp6WMFylgIfLPZdSUiaPnxby1FNM7987fh7Lp/m12QJAK9iL 
2JNtwkSR3p305oOuAz0oFORn8MnB+KFMRaMT9pNHWk0vke0lB1sc7ZTKyvkEJW0o  
eQgic9DvIYzwDUcU8wJAIkKROzuzLi9AvLnLUrSdI6998lmeYO9x7pwZPukz3era  
zncjRK3pbVkv0KrKfczuJiRlZ7dUzVO0b6QJr8TRAA==  
-----END RSA PRIVATE KEY-----  
`)  
// 公钥: 根据私钥生成  
//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 main() {  
    data, _ := RsaEncrypt([]byte("hello world"))  
    fmt.Println(base64.StdEncoding.EncodeToString(data))  
    origData, _ := RsaDecrypt(data)  
    fmt.Println(string(origData))  
}