对比
| 特点 | 对称算法 | 非对称加密算法 | Hash算法 |
|---|---|---|---|
| 密钥管理 | 比较难，不适合互联网，一般用于内部系统 | 密钥容易管理 | 没有秘钥(加盐时需要秘钥如:hmac) |
| 安全性 | 中 | 高 | 低 |
| 加密速度 | 适中，适合大数据量的加解密处理 | 比较慢，适合 小数据量加解密或数据签名 | 最快，用于权限校验 |
| 是否可逆 | 是，加密解密秘钥相同 | 是，加密解密秘钥不同 | 否 |
一、对称加密
加解密都使用的是同一个密钥。
| 算法 | 对比 |
|---|---|
| DES | 数据加密标准，速度较快，适用于加密大量数据的场合。 |
| 3DES | 是基于DES，对一块数据用三个不同的密钥进行三次加密，强度更高。 |
| AES | 下一代的加密算法标准，速度快，安全级别高。用于替换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
- 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。
package mysqlcrypto
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
}
- 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
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)]
}
- 计算器模式（Counter (CTR)）
- 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。
func ExampleNewCFBDecrypter() {
// Load your secret key from a safe place and reuse it across multiple
// NewCipher calls. (Obviously don't use this example key for anything
// real.) If you want to convert a passphrase to a key, use a suitable
// package like bcrypt or scrypt.
key, _ := hex.DecodeString("6368616e676520746869732070617373")
ciphertext, _ := hex.DecodeString("7dd015f06bec7f1b8f6559dad89f4131da62261786845100056b353194ad")
block, err := aes.NewCipher(key)
if err != nil {
panic(err)
}
// The IV needs to be unique, but not secure. Therefore it's common to
// include it at the beginning of the ciphertext.
if len(ciphertext) < aes.BlockSize {
panic("ciphertext too short")
}
iv := ciphertext[:aes.BlockSize]
ciphertext = ciphertext[aes.BlockSize:]
stream := cipher.NewCFBDecrypter(block, iv)
// XORKeyStream can work in-place if the two arguments are the same.
stream.XORKeyStream(ciphertext, ciphertext)
fmt.Printf("%s", ciphertext)
// Output: some plaintext
}
func ExampleNewCFBEncrypter() {
// Load your secret key from a safe place and reuse it across multiple
// NewCipher calls. (Obviously don't use this example key for anything
// real.) If you want to convert a passphrase to a key, use a suitable
// package like bcrypt or scrypt.
key, _ := hex.DecodeString("6368616e676520746869732070617373")
plaintext := []byte("some plaintext")
block, err := aes.NewCipher(key)
if err != nil {
panic(err)
}
// The IV needs to be unique, but not secure. Therefore it's common to
// include it at the beginning of the ciphertext.
ciphertext := make([]byte, aes.BlockSize+len(plaintext))
iv := ciphertext[:aes.BlockSize]
if _, err := io.ReadFull(rand.Reader, iv); err != nil {
panic(err)
}
stream := cipher.NewCFBEncrypter(block, iv)
stream.XORKeyStream(ciphertext[aes.BlockSize:], plaintext)
// It's important to remember that ciphertexts must be authenticated
// (i.e. by using crypto/hmac) as well as being encrypted in order to
// be secure.
fmt.Printf("%x\n", ciphertext)
}
- 输出反馈模式（Output FeedBack (OFB)）
二、非对加解密
加解密使用不同的密钥
| 算法 | 对比 |
|---|---|
| RSA | 可用于加密，也能用于签名 |
| DSA | 数字签名算法，仅能用于签名，不能用于加解密。 |
| DSS | 数字签名标准，既能用于签名，也可以用于加解密。 |
| ECC | ECC优势在于密钥位数短，一般认为160位密钥的ECC安全性相当于1024位密钥的RSA，256位相当于3072位 |
- RSA
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-----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-----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))
}
三、签名算法
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
- MD5
// md5加密
result := md5.Sum([]byte(str))
fmt.Printf("MD5：%x\n", result)
- SHA1
// sha256加密字符串
str := "hello world"
sum := sha256.Sum256([]byte(str))
fmt.Printf("SHA256：%x\n", sum)
// sha256加密文件内容
func fileSha156() {
file, err := os.OpenFile("e:/test.txt", os.O_RDONLY, 0777)
if err != nil {
panic(err)
}
defer file.Close()
h := sha256.New()
// 将文件内容拷贝到sha256中
io.Copy(h, file)
fmt.Printf("%x\n", h.Sum(nil))
}
- HMAC
哈希算法加盐 - CRC
用于差错校验
Hash算法的作用
- 文件校验
- 数字签名
- 鉴权协议
参考链接:
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