Go加密解密之RSA[转]

时间：2021-12-23 14:33:27

安全总是很重要的，各个语言对于通用的加密算法都会有实现。前段时间，用Go实现了RSA和DES的加密解密，在这分享一下。（对于RSA和DES加密算法本身，请查阅相关资料）

在PHP中，很多功能经常是一个函数解决；而Go中的却不是。本文会通过PHP加密，Go解密；Go加密，PHP解密来学习Go的RSA和DES相关的API。

该文讨论Go RSA加密解密。所有操作在linux下完成。

一、概要

这是一个非对称加密算法，一般通过公钥加密，私钥解密。

在加解密过程中，使用openssl生产密钥。执行如下操作：

1）创建私钥：

openssl genrsa -out private.pem 1024 //密钥长度，1024觉得不够安全的话可以用2048，但是代价也相应增大

2）创建公钥：

openssl rsa -in private.pem -pubout -out public.pem

这样便生产了密钥。

一般地，各个语言也会提供API，用于生成密钥。在Go中，可以查看encoding/pem包和crypto/x509包。具体怎么产生，可查看《GO加密解密RSA番外篇：生成RSA密钥》。

加密解密这块，涉及到很多标准，个人建议需要的时候临时学习一下。

二、Go RSA加密解密

1、rsa加解密，必然会去查crypto/ras这个包

Package rsa implements RSA encryption as specified in PKCS#1.

这是该包的说明：实现RSA加密技术，基于PKCS#1规范。

对于什么是PKCS#1，可以查阅相关资料。PKCS（公钥密码标准），而#1就是RSA的标准。可以查看：PKCS系列简介

从该包中函数的名称，可以看到有两对加解密的函数。

EncryptOAEP和DecryptOAEP

EncryptPKCS1v15和DecryptPKCS1v15

这称作加密方案，详细可以查看，PKCS #1 v2.1 RSA 算法标准

可见，当与其他语言交互时，需要确定好使用哪种方案。

PublicKey和PrivateKey两个类型分别代表公钥和私钥，关于这两个类型中成员该怎么设置，这涉及到RSA加密算法，本文中，这两个类型的实例通过解析文章开头生成的密钥得到。

2、解析密钥得到PublicKey和PrivateKey的实例

这个过程，我也是花了好些时间（主要对各种加密的各种东东不熟）：怎么将openssl生成的密钥文件解析到公钥和私钥实例呢？

在encoding/pem包中，看到了—–BEGIN Type—–这样的字样，这正好和openssl生成的密钥形式差不多，那就试试。

在该包中，一个block代表的是PEM编码的结构，关于PEM，请查阅相关资料。我们要解析密钥，当然用Decode方法：

func Decode(data []byte) (p *Block, rest []byte)

这样便得到了一个Block的实例（指针）。

解析来看crypto/x509。为什么是x509呢？这又涉及到一堆概念。先不管这些，我也是看encoding和crypto这两个包的子包摸索出来的。

在x509包中，有一个函数：

func ParsePKIXPublicKey(derBytes []byte) (pub interface{}, err error)

从该函数的说明：ParsePKIXPublicKey parses a DER encoded public key. These values are typically found in PEM blocks with “BEGIN PUBLIC KEY”。可见这就是解析PublicKey的。另外，这里说到了PEM，可以上面的encoding/pem对了。（PKIX是啥东东，查看这里 ）

而解析私钥的，有好几个方法，从上面的介绍，我们知道，RSA是PKCS#1，刚好有一个方法：

func ParsePKCS1PrivateKey(der []byte) (key *rsa.PrivateKey, err error)

返回的就是rsa.PrivateKey。

3、解密解密实现

通过上面的介绍，Go中RSA的解密解密实现就不难了。代码如下：

1 // 加密
2 func RsaEncrypt(origData []byte) ([]byte, error) {
3     block, _ := pem.Decode(publicKey)
4     if block == nil {
5         return nil, errors.New("public key error")
6     }
7     pubInterface, err := x509.ParsePKIXPublicKey(block.Bytes)
8     if err != nil {
9         return nil, err
10     }
11     pub := pubInterface.(*rsa.PublicKey)
12     return rsa.EncryptPKCS1v15(rand.Reader, pub, origData)
13 }
14  
15 // 解密
16 func RsaDecrypt(ciphertext []byte) ([]byte, error) {
17     block, _ := pem.Decode(privateKey)
18     if block == nil {
19         return nil, errors.New("private key error!")
20     }
21     priv, err := x509.ParsePKCS1PrivateKey(block.Bytes)
22     if err != nil {
23         return nil, err
24     }
25     return rsa.DecryptPKCS1v15(rand.Reader, priv, ciphertext)
26 }

其中，publicKey和privateKey是openssl生成的密钥，我生成的如下：

1 // 公钥和私钥可以从文件中读取
2 var privateKey = []byte(`
3 -----BEGIN RSA PRIVATE KEY-----
4 MIICXQIBAAKBgQDZsfv1qscqYdy4vY+P4e3cAtmvppXQcRvrF1cB4drkv0haU24Y
5 7m5qYtT52Kr539RdbKKdLAM6s20lWy7+5C0DgacdwYWd/7PeCELyEipZJL07Vro7
6 Ate8Bfjya+wltGK9+XNUIHiumUKULW4KDx21+1NLAUeJ6PeW+DAkmJWF6QIDAQAB
7 AoGBAJlNxenTQj6OfCl9FMR2jlMJjtMrtQT9InQEE7m3m7bLHeC+MCJOhmNVBjaM
8 ZpthDORdxIZ6oCuOf6Z2+Dl35lntGFh5J7S34UP2BWzF1IyyQfySCNexGNHKT1G1
9 XKQtHmtc2gWWthEg+S6ciIyw2IGrrP2Rke81vYHExPrexf0hAkEA9Izb0MiYsMCB
10 /jemLJB0Lb3Y/B8xjGjQFFBQT7bmwBVjvZWZVpnMnXi9sWGdgUpxsCuAIROXjZ40
11 IRZ2C9EouwJBAOPjPvV8Sgw4vaseOqlJvSq/C/pIFx6RVznDGlc8bRg7SgTPpjHG
12 4G+M3mVgpCX1a/EU1mB+fhiJ2LAZ/pTtY6sCQGaW9NwIWu3DRIVGCSMm0mYh/3X9
13 DAcwLSJoctiODQ1Fq9rreDE5QfpJnaJdJfsIJNtX1F+L3YceeBXtW0Ynz2MCQBI8
14 9KP274Is5FkWkUFNKnuKUK4WKOuEXEO+LpR+vIhs7k6WQ8nGDd4/mujoJBr5mkrw
15 DPwqA3N5TMNDQVGv8gMCQQCaKGJgWYgvo3/milFfImbp+m7/Y3vCptarldXrYQWO
16 AQjxwc71ZGBFDITYvdgJM1MTqc8xQek1FXn1vfpy2c6O
17 -----END RSA PRIVATE KEY-----
18 `)
19  
20 var publicKey = []byte(`
21 -----BEGIN PUBLIC KEY-----
22 MIGfMA0GCSqGSIb3DQEBAQUAA4GNADCBiQKBgQDZsfv1qscqYdy4vY+P4e3cAtmv
23 ppXQcRvrF1cB4drkv0haU24Y7m5qYtT52Kr539RdbKKdLAM6s20lWy7+5C0Dgacd
24 wYWd/7PeCELyEipZJL07Vro7Ate8Bfjya+wltGK9+XNUIHiumUKULW4KDx21+1NL
25 AUeJ6PeW+DAkmJWF6QIDAQAB
26 -----END PUBLIC KEY-----
27 `)

4、使用例子

1 package main
2  
3 import (
4     "fmt"
5 )
6  
7 func main() {
8     data, err := RsaEncrypt([]byte("polaris@studygolang.com"))
9     if err != nil {
10         panic(err)
11     }
12     origData, err := RsaDecrypt(data)
13     if err != nil {
14         panic(err)
15     }
16     fmt.Println(string(origData))
17 }

该例子是加密完polaris@studygolang.com后立马解密

三、跨语言加解密

语言内部正常，还得看看和其他语言是否一致，即：其他语言加密，Go语言得正确解密；Go语言加密，其他语言正确解密

1、PHP RSA加解密

这里，我选择PHP，使用的是openssl扩展。PHP中加解密很简单，如下两个方法（这里只考虑用公钥加密，私钥解密）：

bool openssl_public_encrypt ( string $data , string &$crypted , mixed $key [, int $padding = OPENSSL_PKCS1_PADDING ] )

bool openssl_private_decrypt ( string $data , string &$decrypted , mixed $key [, int $padding = OPENSSL_PKCS1_PADDING ] )

最后一个参数是加密方案（补齐方式）。由于Go中使用的是PKCS1而不是OAEP，所以，使用默认值即可。

PHP代码如下：

1 $privateKey = '-----BEGIN RSA PRIVATE KEY-----
2 MIICXQIBAAKBgQDZsfv1qscqYdy4vY+P4e3cAtmvppXQcRvrF1cB4drkv0haU24Y
3 7m5qYtT52Kr539RdbKKdLAM6s20lWy7+5C0DgacdwYWd/7PeCELyEipZJL07Vro7
4 Ate8Bfjya+wltGK9+XNUIHiumUKULW4KDx21+1NLAUeJ6PeW+DAkmJWF6QIDAQAB
5 AoGBAJlNxenTQj6OfCl9FMR2jlMJjtMrtQT9InQEE7m3m7bLHeC+MCJOhmNVBjaM
6 ZpthDORdxIZ6oCuOf6Z2+Dl35lntGFh5J7S34UP2BWzF1IyyQfySCNexGNHKT1G1
7 XKQtHmtc2gWWthEg+S6ciIyw2IGrrP2Rke81vYHExPrexf0hAkEA9Izb0MiYsMCB
8 /jemLJB0Lb3Y/B8xjGjQFFBQT7bmwBVjvZWZVpnMnXi9sWGdgUpxsCuAIROXjZ40
9 IRZ2C9EouwJBAOPjPvV8Sgw4vaseOqlJvSq/C/pIFx6RVznDGlc8bRg7SgTPpjHG
10 4G+M3mVgpCX1a/EU1mB+fhiJ2LAZ/pTtY6sCQGaW9NwIWu3DRIVGCSMm0mYh/3X9
11 DAcwLSJoctiODQ1Fq9rreDE5QfpJnaJdJfsIJNtX1F+L3YceeBXtW0Ynz2MCQBI8
12 9KP274Is5FkWkUFNKnuKUK4WKOuEXEO+LpR+vIhs7k6WQ8nGDd4/mujoJBr5mkrw
13 DPwqA3N5TMNDQVGv8gMCQQCaKGJgWYgvo3/milFfImbp+m7/Y3vCptarldXrYQWO
14 AQjxwc71ZGBFDITYvdgJM1MTqc8xQek1FXn1vfpy2c6O
15 -----END RSA PRIVATE KEY-----';
16  
17 $publicKey = '-----BEGIN PUBLIC KEY-----
18 MIGfMA0GCSqGSIb3DQEBAQUAA4GNADCBiQKBgQDZsfv1qscqYdy4vY+P4e3cAtmv
19 ppXQcRvrF1cB4drkv0haU24Y7m5qYtT52Kr539RdbKKdLAM6s20lWy7+5C0Dgacd
20 wYWd/7PeCELyEipZJL07Vro7Ate8Bfjya+wltGK9+XNUIHiumUKULW4KDx21+1NL
21 AUeJ6PeW+DAkmJWF6QIDAQAB
22 -----END PUBLIC KEY-----';
23  
24 function rsaEncrypt($data)
25 {
26     global $publicKey;
27     openssl_public_encrypt($data, $crypted, $publicKey);
28     return $crypted;
29 }
30  
31 function rsaDecrypt($data)
32 {
33     global $privateKey;
34     openssl_private_decrypt($data, $decrypted, $privateKey);
35     return $decrypted;
36 }
37  
38 function main()
39 {
40     $crypted = rsaEncrypt("polaris@studygolang.com");
41     $decrypted = rsaDecrypt($crypted);
42     echo "encrypt and decrypt:" . $decrypted;
43 }
44  
45 main();

这里也是用PHP加解密polaris@studygolang.com

2、Go和PHP一起工作

这里要注意的一点是，由于加密后是字节流，直接输出查看会乱码，因此，为了便于语言直接加解密，这里将加密之后的数据进行base64编码。

完整代码放在了github上

https://github.com/polaris1119/myblog_article_code/tree/master/rsa

3、使用

示例中，php和Go版本都支持-d参数传入加密好的字符串，将其解密；不传时，会输出加密好并base64编码的串，可用于其他语言解密。

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