Golang如何使用 crypto 包实现加密算法_Golang crypto 数据加密与解密方法

Go语言crypto包提供AES、RSA、SHA256等加密功能,示例展示AES-GCM对称加解密、RSA非对称加解密及HMAC-SHA256消息认证,强调安全模式与密钥管理。

golang如何使用 crypto 包实现加密算法_golang crypto 数据加密与解密方法

Go语言的 crypto 包为常见的加密算法提供了标准接口和实现,广泛用于数据加密、解密、签名和哈希计算等安全场景。通过合理使用 crypto 包中的子包(如 crypto/aes、crypto/des、crypto/rsa、crypto/rand 等),可以高效实现对称加密、非对称加密以及安全随机数生成。

使用 crypto/aes 实现 AES 对称加密与解密

AES(Advanced Encryption Standard)是最常用的对称加密算法之一,支持 128、192 和 256 位密钥长度。Go 中通过 crypto/aescrypto/cipher 包实现 AES 加密。

常见模式使用 CBC(Cipher Block Chaining)或 GCM(Galois/Counter Mode),以下是一个使用 AES-CBC 的示例:

package mainimport (    "crypto/aes"    "crypto/cipher"    "crypto/rand"    "encoding/base64"    "fmt"    "io")func encrypt(plaintext []byte, key []byte) (string, error) {    block, err := aes.NewCipher(key)    if err != nil {        return "", err    }    gcm, err := cipher.NewGCM(block)    if err != nil {        return "", err    }    nonce := make([]byte, gcm.NonceSize())    if _, err = io.ReadFull(rand.Reader, nonce); err != nil {        return "", err    }    ciphertext := gcm.Seal(nonce, nonce, plaintext, nil)    return base64.StdEncoding.EncodeToString(ciphertext), nil}func decrypt(ciphertextStr string, key []byte) ([]byte, error) {    data, err := base64.StdEncoding.DecodeString(ciphertextStr)    if err != nil {        return nil, err    }    block, err := aes.NewCipher(key)    if err != nil {        return nil, err    }    gcm, err := cipher.NewGCM(block)    if err != nil {        return nil, err    }    nonceSize := gcm.NonceSize()    if len(data) < nonceSize {        return nil, fmt.Errorf("ciphertext too short")    }    nonce, ciphertext := data[:nonceSize], data[nonceSize:]    return gcm.Open(nil, nonce, ciphertext, nil)}func main() {    key := []byte("example key 1234") // 16字节密钥(AES-128)    plaintext := []byte("Hello, this is a secret message!")    encrypted, err := encrypt(plaintext, key)    if err != nil {        panic(err)    }    fmt.Printf("Encrypted: %sn", encrypted)    decrypted, err := decrypt(encrypted, key)    if err != nil {        panic(err)    }    fmt.Printf("Decrypted: %sn", decrypted)}

说明:该示例使用 AES-GCM 模式,它提供认证加密(AEAD),比 CBC 更安全且无需单独处理填充。密钥必须是 16、24 或 32 字节(对应 AES-128/192/256)。

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使用 crypto/rsa 实现 RSA 非对称加密

RSA 是一种非对称加密算法,适用于加密小量数据或传输对称密钥。Go 的 crypto/rsa 结合 crypto/rand 可实现公钥加密、私钥解密。

以下演示如何生成密钥对并进行加解密:

package mainimport (    "crypto/rand"    "crypto/rsa"    "crypto/x509"    "encoding/pem"    "fmt")func main() {    // 生成 RSA 密钥对(2048位)    privateKey, err := rsa.GenerateKey(rand.Reader, 2048)    if err != nil {        panic(err)    }    // 获取公钥    publicKey := &privateKey.PublicKey    plaintext := []byte("This is a secret message only for RSA.")    // 使用公钥加密    ciphertext, err := rsa.EncryptPKCS1v15(rand.Reader, publicKey, plaintext)    if err != nil {        panic(err)    }    fmt.Printf("Encrypted (base64): %sn",         base64.StdEncoding.EncodeToString(ciphertext))    // 使用私钥解密    decrypted, err := rsa.DecryptPKCS1v15(rand.Reader, privateKey, ciphertext)    if err != nil {        panic(err)    }    fmt.Printf("Decrypted: %sn", decrypted)}

注意:RSA 只适合加密小于密钥长度的数据(减去填充)。实际应用中常用于加密 AES 密钥,而非原始数据。

使用 crypto/sha256 和 crypto/hmac 进行哈希与消息认证

数据完整性验证常使用 SHA-256 哈希和 HMAC 签名。Go 的 crypto/sha256crypto/hmac 提供了简单接口。

示例:计算字符串 SHA256 哈希和 HMAC-SHA256:

package mainimport (    "crypto/hmac"    "crypto/sha256"    "encoding/hex"    "fmt")func main() {    data := "hello world"    key := []byte("my-secret-key")    // SHA256 哈希    hash := sha256.Sum256([]byte(data))    fmt.Printf("SHA256: %sn", hex.EncodeToString(hash[:]))    // HMAC-SHA256    h := hmac.New(sha256.New, key)    h.Write([]byte(data))    mac := h.Sum(nil)    fmt.Printf("HMAC-SHA256: %sn", hex.EncodeToString(mac))}

HMAC 可防止哈希被篡改,常用于 API 签名、Token 验证等场景。

基本上就这些常用方法。Go 的 crypto 包设计清晰,配合标准库使用非常方便。只要注意密钥管理、模式选择和随机数安全,就能构建基本的安全通信机制。

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