对称加密 · go

[TOC] # 对称加密 ## 概念 1. 按位异或 - 第一步需要将数据转换为二进制 - 按位异或操作符: ^ - 两个标志位进行按位异或操作: - 相同为0, 不同为1 - 举例: ```go 1 0 0 0 ----> 8 1 0 1 1 ----> 11 -----------------------按位异或一次 0 0 1 1 ----> 3 1 0 1 1 ----> 11 -----------------------按位异或两侧 1 0 0 0 -----> 8 ================================= a = 8 b = 11 a 和 b按位异或1次 ==> 加密得到的结果再次和 b 按位异或 ===> 解密 ``` 2. ECB - Electronic Code Book, 电子密码本模式 - 特点: 简单, 效率高, 密文有规律, 容易被破解 - 最后一个明文分组必须要填充 - des/3des -> 最后一个分组填充满8字节 - aes -> 最后一个分组填充满16字节 - 不需要初始化向量 3. CBC - Cipher Block Chaining, 密码块链模式 - 特点: 密文没有规律, 经常使用的加密方式 - 最后一个明文分组需要填充 - des/3des -> 最后一个分组填充满8字节 - aes -> 最后一个分组填充满16字节 - 需要一个初始化向量 - 一个数组 - 数组的长度: 与明文分组相等 - 数据来源: 负责加密的人的提供的 - 加解密使用的初始化向量值必须相同 4. CFB - Cipher FeedBack, 密文反馈模式 - 特点: 密文没有规律, 明文分组是和一个数据流进行的按位异或操作, 最终生成了密文 - 需要一个初始化向量 - 一个数组 - 数组的长度: 与明文分组相等 - 数据来源: 负责加密的人的提供的 - 加解密使用的初始化向量值必须相同 - 不需要填充 5. OFB - Output-Feedback, 输出反馈模式 - 特点: 密文没有规律, 明文分组是和一个数据流进行的按位异或操作, 最终生成了密文 - 需要一个初始化向量 - 一个数组 - 数组的长度: 与明文分组相等 - 数据来源: 负责加密的人的提供的 - 加解密使用的初始化向量值必须相同 - 不需要填充 6. CTR - CounTeR, 计数器模式 - 特点: 密文没有规律, 明文分组是和一个数据流进行的按位异或操作, 最终生成了密文 - 不需要初始化向量 - go接口中的iv可以理解为随机数种子, iv的长度 == 明文分组的长度 - 不需要填充 7. 最后一个明文分组的填充 - 使用cbc, ecb需要填充 - 要求: - 明文分组中进行了填充, 然后加密 - 解密密文得到明文, 需要把填充的字节删除 - 使用 ofb, cfb, ctr不需要填充 8. 初始化向量 - IV - ecb, ctr模式不需要初始化向量 - cbc, ofc, cfb需要初始化向量 - 初始化向量的长度 - des/3des -> 8字节 - aes -> 16字节 - 加解密使用的初始化向量相同 ## 实现 1. des 2. 3des 3. aes ~~~ # 加密流程: 1. 创建一个底层使用des/3des/aes的密码接口 "crypto/des" func NewCipher(key []byte) (cipher.Block, error) # -- des func NewTripleDESCipher(key []byte) (cipher.Block, error) # -- 3des "crypto/aes" func NewCipher(key []byte) (cipher.Block, error) # == aes 2. 如果使用的是cbc/ecb分组模式需要对明文分组进行填充 3. 创建一个密码分组模式的接口对象 - cbc func NewCBCEncrypter(b Block, iv []byte) BlockMode # 加密 - cfb func NewCFBEncrypter(block Block, iv []byte) Stream # 加密 - ofb - ctr 4. 加密, 得到密文 ~~~ ~~~ import ( "bytes" "crypto/aes" "crypto/cipher" "crypto/des" "fmt" ) //des的CBC加密 //编写填充函数,如果最后一个分组字节不够,填充 //...字节数刚好合适,添加一个新分组 //填充个的字节的值==缺少的字节数 func paddingLastGroup(plainText []byte, bloclsize int) []byte { //1. 求出最后一个组中剩余的字节数 padNum := bloclsize - (len(plainText) % bloclsize) //2. 创建一个新的切片, 长度==padNum, 每个字节值byte(padNum) char := []byte{byte(padNum)} //切片长度是1 //切片创建并且重复多少次 newPlain := bytes.Repeat(char, padNum) //3. newPlain数组追加到原始明文的后面 newText := append(plainText, newPlain...) return newText } //去掉填充的数据 func unPaddingLastGrooup(plainText []byte) []byte { //1. 拿去切片中的最后一个字节 length := len(plainText) lastChar := plainText[length-1] number := int(lastChar) //尾部填充的字节数 return plainText[:length-number] } //des加密 func desEncrypt(plainText, key []byte) []byte { //1. 建一个底层使用des的密码接口 block, err := des.NewCipher(key) if err != nil { panic(err) } //2. 明文填充 newText := paddingLastGroup(plainText, block.BlockSize()) //3. 创建一个使用cbc分组接口 iv := []byte("12345678") //8字节 blockMode := cipher.NewCBCEncrypter(block, iv) //4. 加密 cipherText := make([]byte, len(newText)) blockMode.CryptBlocks(cipherText, newText) //也可以这样,他加密过会把newText的值覆盖过去,然后返回newText就可以 //blockMode.CryptBlocks(newText, newText) return cipherText } // des解密 func desDecrypt(cipherText, key []byte) []byte { // 1. 建一个底层使用des的密码接口 block, err := des.NewCipher(key) if err != nil { panic(err) } // 2. 创建一个使用cbc模式解密的接口 iv := []byte("12345678") blockMode := cipher.NewCBCDecrypter(block, iv) // 3. 解密 blockMode.CryptBlocks(cipherText, cipherText) // 4. cipherText现在存储的是明文, 需要删除加密时候填充的尾部数据 plainText := unPaddingLastGrooup(cipherText) return plainText } // aes加密, 分组模式ctr func aesEncrypt(plainText, key []byte) []byte { // 1. 建一个底层使用aes的密码接口 block, err := aes.NewCipher(key) if err != nil { panic(err) } // 2. 创建一个使用ctr分组接口 iv := []byte("12345678WHZdefgh") stream := cipher.NewCTR(block, iv) // 4. 加密 cipherText := make([]byte, len(plainText)) stream.XORKeyStream(cipherText, plainText) return cipherText } // des解密 func aesDecrypt(cipherText, key []byte) []byte { // 1. 建一个底层使用des的密码接口 block, err := aes.NewCipher(key) if err != nil { panic(err) } // 2. 创建一个使用ctr模式解密的接口 iv := []byte("12345678WHZdefgh") stream := cipher.NewCTR(block, iv) // 3. 解密 stream.XORKeyStream(cipherText, cipherText) return cipherText } //测试文件 func main() { fmt.Println("des 加解密") key := []byte("1234abEd") src := []byte("特点: 密文没有规律, 明文分组是和一个数据流进行的按位异或操作, 最终生成了密文") cipherText := desEncrypt(src, key) plainText := desDecrypt(cipherText, key) fmt.Printf("解密之后的数据: %s\n", string(plainText)) fmt.Println("aes 加解密 ctr模式 ... ") key1 := []byte("1234abdd12345678") cipherText = aesEncrypt(src, key1) plainText = aesDecrypt(cipherText, key1) fmt.Printf("解密之后的数据: %s\n", string(plainText)) } ~~~ # 总结 - 对称加密中的公开的加密算法 - des - 分组长度: 8字节 - 秘钥长度: 8字节 - 3des - 分组长度: 8字节 - 秘钥长度: 24byte - aes - 分组长度: 16字节 - 秘钥长度: 16字节, 24字节, 32字节 - 在go的api中只能使用16字节 - 对称加密的分组模式 - EBC - 不推荐使用 - CBC - 常用的方式 - 准备的数据: - 初始化向量iv - 字符数组 - 长度 == 明文分组长度 - 加解密初始化向量值必须相同 - 秘钥 - 根据加密算法定 =========================== - OFB - 不推荐使用 - CFB - 不推荐使用 - CTR - 推荐使用, 效率最高