golang中几种加密方式的处理

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: https://en.wikipedia.org/wiki/Privacy-enhanced_Electronic_Mail，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：https://en.wikipedia.org/wiki/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：https://en.wikipedia.org/wiki/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golang里面编写，代码还是很清晰也不难看懂。

文章发布于 https://segmentfault.com/a/1190000004151272，作者：Damon