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golang中几种加密方式的处理

Jul 4, 2016 - 2 minute read - Comments

缘由

在与第三方平台进行接入的时候,通常会存在一些签名或者加密的处理,在进行开发的时候,因为语言的 不同,需要按照规范进行相应处理。

DES加解密

DES:https://en.wikipedia.org/wiki/Data_Encryption_Standard

golang中的标准库crypto/des中有DES的实现,但是golang库的描述比较简单,如果不熟悉DES的加密规则,是不容易 进行相应代码编写的,与第三方进行不同语言之间的加密与解密时,也容易混淆,出现错误。

DES区分为CBC和EBC加密模式,并且有不同的填充方式。

CBC(等):https://en.wikipedia.org/wiki/Block_cipher_mode_of_operation Padding:https://en.wikipedia.org/wiki/Padding_(cryptography)

注意 PKCS#5 padding is identical to PKCS#7 padding

所以对不同的平台与语言进行DES加解密对接时,需要知道对方的是采用何种加密模式以及何种填充方式:

  • Windows 默认是CBC模式,CryptSetKeyParam函数,openssl 函数名中直接表明
  • Java 中如果Cipher.getInstance()中不填写,默认是DES/ECB/PKCS5Padding
  • C# 中默认是CBC模式,PKCS7Padding(PKCS5Padding)

golang默认提供的是CBC模式,所以对于ECB模式,需要自己编写代码

PKCS5Padding与PKCS5Unpadding

    func PKCS5Padding(ciphertext []byte, blockSize int) []byte {
        padding := blockSize - len(ciphertext)%blockSize
        padtext := bytes.Repeat([]byte{byte(padding)}, padding)
        return append(ciphertext, padtext...)
    }

    func PKCS5Unpadding(origData []byte) []byte {
        length := len(origData)
        unpadding := int(origData[length-1])
        return origData[:(length - unpadding)]
    }

ECB加密模式


        block, err := des.NewCipher(key)
        if err != nil {
            ...
        }
        bs := block.BlockSize()
        src = PKCS5Padding(src, bs)
        if len(src)%bs != 0 {
            ....
        }
        out := make([]byte, len(src))
        dst := out
        for len(src) > 0 {
            block.Encrypt(dst, src[:bs])
            src = src[bs:]
            dst = dst[bs:]
        }
        ...
    }

ECB下的解密


    block, err := des.NewCipher(key)
    if err != nil {
        ...
    }

    out := make([]byte, len(src))
    dst := out
    bs := block.BlockSize()
    if len(src)%bs != 0 {
        ...
    }

    for len(src) > 0 {
        block.Decrypt(dst, src[:bs])
        src = src[bs:]
        dst = dst[bs:]
    }
    out = PKCS5UnPadding(out)

RSA加解密

与其他语言默认有更高级的封装不同,golang中需要依据不同的概念,自己组合进行封装处理,为此,需要先理解几个不同的概念。

PEM,通常是以.pem结尾的文件,在密钥存储和X.509证书体系中使用比较多,下面是一个X509证书下的PEM格式:

-----BEGIN CERTIFICATE-----
    base64
-----END CERTIFICATE-----

PKCS 这是一个庞大的体系,不同的密钥采用不同的pkcs文件格式。如私钥采用pkcs8。

X.509 这是一个公钥管理基础(public key infrastructure, pki),在IETF中通常对应PKIX。

说明:

使用 openssl(如openssl genrsa -out rsa_private_key.pem 1024)生成的pem文件,就是符合PEM格式的,以-----BEGIN RSA PRIVATE KEY-----开头,-----END RSA PRIVATE KEY-----结尾。

也可以转换为pkcs8:

openssl pkcs8 -topk8 -inform PEM -in rsa_private_key.pem -outform PEM -nocrypt

注意,虽然数据格式pkcs8格式,但是-outform也表明了,文件格式仍旧是符合PEM格式的,只是两个PEM文件是存在差异的。

清楚了上面几种概念与格式之后,编写golang对应的公钥与私钥加解密方式,就相对容易一些,首先是将pem文件解码,然后进行对应的密码解码为golang支持的结构体,再进行相应的处理。

如对于私钥,可以进行如下操作进行签名:

    block, _ := pem.Decode([]byte(key))
    if block == nil {       // 失败情况
        ....
    }

    private, err := x509.ParsePKCS8PrivateKey(block.Bytes)
    if err != nil {
        ...
    }

    h := crypto.Hash.New(crypto.SHA1)
    h.Write(data)
    hashed := h.Sum(nil)

    // 进行rsa加密签名
    signedData, err := rsa.SignPKCS1v15(rand.Reader, private.(*rsa.PrivateKey), crypto.SHA1, hashed)
    ...

通过私钥进行解密,代码格式如下;


    block, _ := pem.Decode([]byte(key))
    if block == nil {       // 失败情况
        ....
    }

    private, err := x509.ParsePKCS8PrivateKey(block.Bytes)
    if err != nil {
        ...
    }

    v, err := rsa.DecryptPKCS1v15(rand.Reader, private, data)
    ...

对于公钥对数据进行加密:


    block, _ := pem.Decode([]byte(key))
    if block == nil {       // 失败情况
        ....
    }

    pub, err := x509.ParsePKIXPublicKey(block.Bytes)
    if err != nil {
        ...
    }

    encryptedData, err := rsa.EncryptPKCS1v15(rand.Reader, pub.(*rsa.PublicKey), data)
    ...

小结

搞清楚具体的加密方式,然后再在Go里面编写,代码还是很清晰也不难看懂。