GO 語言 RSA 加密解密
【導讀】什麼是對稱加密？Go 語言做對稱加密怎麼做？本文作者從加密原理到代碼實現帶你上車。
對稱加密中，加密和解密使用相同的密鑰，因此必須向解密者配送密鑰，即密鑰配送問題。而非對稱加密中，由於加密和解密分別使用公鑰和私鑰，而公鑰是公開的，因此可以規避密鑰配送問題。非對稱加密算法，也稱公鑰加密算法。
1977 年，Ron Rivest、Adi Shamir、Leonard Adleman 三人在美國公佈了一種公鑰加密算法，即 RSA 公鑰加密算法。RSA 是目前最有影響力和最常用的公鑰加密算法，可以說是公鑰加密算法的事實標準。
一、RSA 加密原理
使用 M 和 C 分別表示明文和密文，則 RSA 加密、解密過程如下：
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其中 e、n 的組合 (e, n) 即爲公鑰，d、n 的組合 (d, n) 即爲私鑰。當然 e、d、n 並非任意取值，需要符合一定條件，如下即爲 e、d、n 的求解過程。
生成密鑰對
e、d、n 的求解過程，也即生成密鑰對的過程。涉及如下步驟： 1、取兩個大質數（也稱素數）p、q，n = pq。 2、取正整數 e、d，使得 ed mod (p-1)(q-1) = 1，也即：ed ≡ 1 mod (p-1)(q-1)。 e 和 d 是模 (p-1)(q-1) 的乘法逆元，僅當 e 與 (p-1)(q-1) 互質時，存在 d。 舉例驗證： 1、取 p、q 分別爲 13、17，n = pq = 221。 2、而 (p-1)(q-1) = 12x16 = 192，取 e、d 分別爲 13、133，有 13x133 mod 192 = 1 取明文 M = 60，公鑰加密、私鑰解密，加密和解密過程分別如下：
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RSA 加密原理證明過程
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手動求解密鑰對中的 d
ed mod (p-1)(q-1) = 1，已知 e 和 (p-1)(q-1) 求 d，即求 e 對模 (p-1)(q-1) 的乘法逆元。 如上面例子中，p、q 爲 13、17，(p-1)(q-1)=192，取 e=13，求 13d mod 192 = 1 中的 d。 13d ≡ 1 (mod 192)，在右側添加 192 的倍數，使計算結果可以被 13 整除。 13d ≡ 1 + 192x9 ≡ 13x133 (mod 192)，因此 d = 133 其他計算方法有：費馬小定律、擴展歐幾里得算法、歐拉定理。
RSA 安全性
由於公鑰公開，即 e、n 公開。 因此破解 RSA 私鑰，即爲已知 e、n 情況下求 d。 因 ed mod (p-1)(q-1) = 1，且 n=pq，因此該問題演變爲：對 n 質因數分解求 p、q。 目前已被證明，已知 e、n 求 d 和對 n 質因數分解求 p、q 兩者是等價的。實際中 n 長度爲 2048 位以上，而當 n>200 位時分解 n 是非常困難的，因此 RSA 算法目前仍被認爲是安全實用的。
RSA 計時 *** 和防範
RSA 解密的本質是模冪運算，即：
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其中 C 爲密文，(d,n) 爲私鑰，均爲超過 1024 位的大數運算，直接計算並不可行，因此最經典的算法爲蒙哥馬利算法。而這種計算是比較是耗時的，因此者可以觀察不同的輸入對應的解密時間，通過分析推斷私鑰，稱爲計時。而防範 RSA 計時的辦法，即在解密時加入隨機因素，使得 *** 者無法準確獲取解密時間。 具體實現步驟如下：
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二、Go RSA 加密解密
1、rsa 加解密，必然會去查 crypto/ras 這個包
Package rsa implements RSA encryption as specified in PKCS#1.
這是該包的說明：實現 RSA 加密技術，基於 PKCS#1 規範。
對於什麼是 PKCS#1，可以查閱相關資料。PKCS（公鑰密碼標準），而 #1 就是 RSA 的標準。可以查看：PKCS 系列簡介
從該包中函數的名稱，可以看到有兩對加解密的函數。
EncryptOAEP 和 DecryptOAEP EncryptPKCS1v15 和 DecryptPKCS1v15
這稱作加密方案，詳細可以查看，PKCS #1 v2.1 RSA 算法標準
可見，當與其他語言交互時，需要確定好使用哪種方案。
PublicKey 和 PrivateKey 兩個類型分別代表公鑰和私鑰，關於這兩個類型中成員該怎麼設置，這涉及到 RSA 加密算法，本文中，這兩個類型的實例通過解析文章開頭生成的密鑰得到。
2、解析密鑰得到 PublicKey 和 PrivateKey 的實例
這個過程，我也是花了好些時間（主要對各種加密的各種東東不熟）：怎麼將 openssl 生成的密鑰文件解析到公鑰和私鑰實例呢？
在 encoding/pem 包中，看到了—–BEGIN Type—–這樣的字樣，這正好和 openssl 生成的密鑰形式差不多，那就試試。
在該包中，一個 block 代表的是 PEM 編碼的結構，關於 PEM，請查閱相關資料。我們要解析密鑰，當然用 Decode 方法：
func Decode(data []byte) (p *Block, rest []byte)
這樣便得到了一個 Block 的實例（指針）。
解析來看 crypto/x509。爲什麼是 x509 呢？這又涉及到一堆概念。先不管這些，我也是看 encoding 和 crypto 這兩個包的子包摸索出來的。在 x509 包中，有一個函數：
func ParsePKIXPublicKey(derBytes []byte) (pub interface{}, err error)
從該函數的說明：ParsePKIXPublicKey parses a DER encoded public key. These values are typically found in PEM blocks with “BEGIN PUBLIC KEY”。可見這就是解析 PublicKey 的。另外，這裏說到了 PEM，可以上面的 encoding/pem 對了。（PKIX 是啥東東，查看這裏 ）
而解析私鑰的，有好幾個方法，從上面的介紹，我們知道，RSA 是 PKCS#1，剛好有一個方法：
func ParsePKCS1PrivateKey(der []byte) (key *rsa.PrivateKey, err error)
返回的就是 rsa.PrivateKey。
代碼實現：
package main
import (
"crypto/rsa"
"crypto/rand"
"crypto/x509"
"encoding/pem"
"os"
"fmt"
)
func RSAGenKey(bits int) error {
/*
生成私鑰
*/
//1、使用 RSA 中的 GenerateKey 方法生成私鑰
privateKey, err := rsa.GenerateKey(rand.Reader, bits)
if err != nil {
return err
}
//2、通過 X509 標準將得到的 RAS 私鑰序列化爲：ASN.1 的 DER 編碼字符串
privateStream := x509.MarshalPKCS1PrivateKey(privateKey)
//3、將私鑰字符串設置到 pem 格式塊中
block1 := pem.Block{
Type: "private key",
Bytes: privateStream,
}
//4、通過 pem 將設置的數據進行編碼，並寫入磁盤文件
fPrivate, err := os.Create("privateKey.pem")
if err != nil {
return err
}
defer fPrivate.Close()
err = pem.Encode(fPrivate, &block1)
if err != nil {
return err
}
/*
生成公鑰
*/
publicKey:=privateKey.PublicKey
publicStream,err:=x509.MarshalPKIXPublicKey(&publicKey)
//publicStream:=x509.MarshalPKCS1PublicKey(&publicKey)
block2:=pem.Block{
Type:"public key",
Bytes:publicStream,
}
fPublic,err:=os.Create("publicKey.pem")
if err!=nil {
return err
}
defer fPublic.Close()
pem.Encode(fPublic,&block2)
return nil
}
//對數據進行加密操作
func EncyptogRSA(src []byte,path string) (res []byte,err error) {
//1. 獲取祕鑰（從本地磁盤讀取）
f,err:=os.Open(path)
if err!=nil {
return
}
defer f.Close()
fileInfo,_:=f.Stat()
b:=make([]byte,fileInfo.Size())
f.Read(b)
// 2、將得到的字符串解碼
block,_:=pem.Decode(b)
// 使用 X509 將解碼之後的數據 解析出來
//x509.MarshalPKCS1PublicKey(block): 解析之後無法用，所以採用以下方法：ParsePKIXPublicKey
keyInit,err:=x509.ParsePKIXPublicKey(block.Bytes) //對應於生成祕鑰的 x509.MarshalPKIXPublicKey(&publicKey)
//keyInit1,err:=x509.ParsePKCS1PublicKey(block.Bytes)
if err!=nil {
return
}
//4. 使用公鑰加密數據
pubKey:=keyInit.(*rsa.PublicKey)
res,err=rsa.EncryptPKCS1v15(rand.Reader,pubKey,src)
return
}
//對數據進行解密操作
func DecrptogRSA(src []byte,path string)(res []byte,err error) {
//1. 獲取祕鑰（從本地磁盤讀取）
f,err:=os.Open(path)
if err!=nil {
return
}
defer f.Close()
fileInfo,_:=f.Stat()
b:=make([]byte,fileInfo.Size())
f.Read(b)
block,_:=pem.Decode(b)//解碼
privateKey,err:=x509.ParsePKCS1PrivateKey(block.Bytes)//還原數據
res,err=rsa.DecryptPKCS1v15(rand.Reader,privateKey,src)
return
}
func main() {
//rsa.GenerateKey()
err:=RSAGenKey(4096)
if err!=nil {
fmt.Println(err)
return
}
fmt.Println("祕鑰生成成功！")
str:="山重水複疑無路，柳暗花明又一村！"
fmt.Println("加密之前的數據爲：",string(str))
data,err:=EncyptogRSA([]byte(str),"publicKey.pem")
data,err=DecrptogRSA(data,"privateKey.pem")
fmt.Println("加密之後的數據爲：",string(data))
}轉自：Wuman
wumansgy.github.io/2018/10/18/GO%E8%AF%AD%E8%A8%80RSA%E5%8A%A0%E5%AF%86%E8%A7%A3%E5%AF%86
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來源：https://mp.weixin.qq.com/s/LR2-WtojliS2h6eoQuNCLw