Golang实现RSA加密和签名（附示例）

terry 2年前 (2023-09-24) 阅读数 54 #后端开发

RSA（Rivest–Shamir–Adleman）加密是安全数据加密中使用最广泛的算法之一。

是一种非对称加密算法，也称为“单向加密”。这样，任何人都可以轻松加密只能使用正确的“密钥”才能解密的数据。

如果想跳过说明直接看源码，请点击这里[1]。

RSA 加密简介

RSA 通过生成公钥和私钥来执行加密/解密。公钥和私钥一起生成，形成密钥对。

这意味着我们可以将公钥提供给我们想要的任何人。然后他们可以加密他们想要发送给我们的信息，而获取该信息的唯一方法是使用我们的私钥对其进行解密。

生成密钥的过程以及加密和解密信息的过程超出了本文的范围，但如果您想研究详细信息，这里有一个关于该主题的强大视频[2]。

密钥生成

我们需要做的第一件事是生成一对公钥和私钥。这些密钥是随机生成的，并将在后续的每次处理中使用。

为了生成密钥，我们使用标准库 crypto/rsa[3] 并使用库 crypto/rand[4] 生成随机数。变量

// The GenerateKey method takes in a reader that returns random bits, and
// the number of bits
privateKey, err := rsa.GenerateKey(rand.Reader, 2048)
if err != nil {
 panic(err)
}

// The public key is a part of the *rsa.PrivateKey struct
publicKey := privateKey.PublicKey

// use the public and private keys
// ...

publicKey和privateKey用于加密和解密。

加密

我们使用函数EncryptOEAP[5]来加密一串随机信息。我们需要为此函数提供一些输入：

哈希函数。使用后，我们需要保证即使输入发生微小的变化，输出的哈希值也会发生很大的变化。 SHA256 适合于此。
随机读取器用于生成随机位，因此重复输入相同内容不会有相同的输出
之前生成的公钥
我们要加密的信息
可选标签参数（本文忽略）

encryptedBytes, err := rsa.EncryptOAEP(
 sha256.New(),
 rand.Reader,
 &publicKey,
 []byte("super secret message"),
 nil)
if err != nil {
 panic(err)
}

fmt.Println("encrypted bytes: ", encryptedBytes)

这段代码打印了加密的字节，这看起来有点像无用的信息。

解密

如果想要访问加密字节携带的信息，就必须对其进行解密。

解密它们的唯一方法是使用与用于加密它们的公钥相匹配的私钥。结构

*rsa.PrivateKey 具有方法 Decrypt[6]。我们使用这种方法从加密数据中提取原始信息。

解密时需要输入的参数有： 1.加密后的数据（称为密文） 2.用于加密数据的哈希

// The first argument is an optional random data generator (the rand.Reader we used before)
// we can set this value as nil
// The OEAPOptions in the end signify that we encrypted the data using OEAP, and that we used
// SHA256 to hash the input.
decryptedBytes, err := privateKey.Decrypt(nil, encryptedBytes, &rsa.OAEPOptions{Hash: crypto.SHA256})
if err != nil {
 panic(err)
}

// We get back the original information in the form of bytes, which we
// the cast to a string and print
fmt.Println("decrypted message: ", string(decryptedBytes))

// The first argument is an optional random data generator (the rand.Reader we used before)
// we can set this value as nil
// The OEAPOptions in the end signify that we encrypted the data using OEAP, and that we used
// SHA256 to hash the input.
decryptedBytes, err := privateKey.Decrypt(nil, encryptedBytes, &rsa.OAEPOptions{Hash: crypto.SHA256})
if err != nil {
 panic(err)
}

// We get back the original information in the form of bytes, which we
// the cast to a string and print
fmt.Println("decrypted message: ", string(decryptedBytes))

签名和验证使用密钥 A也用于签名和验证。签名与加密不同，签名允许您声明真实性，而不是机密性。

这意味着从原始消息生成一条称为“签名”的数据，而不是屏蔽原始消息的内容（如加密中所做的那样[7]）。

请注意，只有拥有私钥的人才能对消息进行签名，但拥有公钥的人可以验证它。

msg := []byte("verifiable message")

// Before signing, we need to hash our message
// The hash is what we actually sign
msgHash := sha256.New()
_, err = msgHash.Write(msg)
if err != nil {
 panic(err)
}
msgHashSum := msgHash.Sum(nil)

// In order to generate the signature, we provide a random number generator,
// our private key, the hashing algorithm that we used, and the hash sum
// of our message
signature, err := rsa.SignPSS(rand.Reader, privateKey, crypto.SHA256, msgHashSum, nil)
if err != nil {
 panic(err)
}

// To verify the signature, we provide the public key, the hashing algorithm
// the hash sum of our message and the signature we generated previously
// there is an optional "options" parameter which can omit for now
err = rsa.VerifyPSS(&publicKey, crypto.SHA256, msgHashSum, signature, nil)
if err != nil {
 fmt.Println("could not verify signature: ", err)
 return
}
// If we don't get any error from the `VerifyPSS` method, that means our
// signature is valid
fmt.Println("signature verified")