我們經常需要一種措施來保護我們的數據，防止被一些懷有不良用心的人所看到或者破壞。在信息時代，信息可以幫助團體或個人，使他們受益，同樣，信息也可以用來對他們構成威脅，造成破壞。在競爭激烈的大公司中，工業間諜經常會獲取對方的情報。因此，在客觀上就需要一種強有力的安全措施來保護機密數據不被竊取或篡改。數據加密與解密從宏觀上講是非常簡單的，很容易理解。加密與解密的一些方法是非常直接的，很容易掌握，可以很方便的對機密數據進行加密和解密。
一：數據加密方法
在傳統上，我們有幾種方法來加密數據流。所有這些方法都可以用軟體很容易的實現，但是當我們只知道密文的時候，是不容易破譯這些加密演算法的（當同時有原文和密文時，破譯加密演算法雖然也不是很容易，但已經是可能的了）。最好的加密演算法對系統性能幾乎沒有影響，並且還可以帶來其他內在的優點。例如，大家都知道的pkzip，它既壓縮數據又加密數據。又如，dbms的一些軟體包總是包含一些加密方法以使復制文件這一功能對一些敏感數據是無效的，或者需要用戶的密碼。所有這些加密演算法都要有高效的加密和解密能力。
幸運的是，在所有的加密演算法中最簡單的一種就是「置換表」演算法，這種演算法也能很好達到加密的需要。每一個數據段（總是一個位元組）對應著「置換表」中的一個偏移量，偏移量所對應的值就輸出成為加密後的文件。加密程序和解密程序都需要一個這樣的「置換表」。事實上，80x86 cpu系列就有一個指令『xlat』在硬體級來完成這樣的工作。這種加密演算法比較簡單，加密解密速度都很快，但是一旦這個「置換表」被對方獲得，那這個加密方案就完全被識破了。更進一步講，這種加密演算法對於黑客破譯來講是相當直接的，只要找到一個「置換表」就可以了。這種方法在計算機出現之前就已經被廣泛的使用。
對這種「置換表」方式的一個改進就是使用2個或者更多的「置換表」，這些表都是基於數據流中位元組的位置的，或者基於數據流本身。這時，破譯變的更加困難，因為黑客必須正確的做幾次變換。通過使用更多的「置換表」，並且按偽隨機的方式使用每個表，這種改進的加密方法已經變的很難破譯。比如，我們可以對所有的偶數位置的數據使用a表，對所有的奇數位置使用b表，即使黑客獲得了明文和密文，他想破譯這個加密方案也是非常困難的，除非黑客確切的知道用了兩張表。
與使用「置換表」相類似，「變換數據位置」也在計算機加密中使用。但是，這需要更多的執行時間。從輸入中讀入明文放到一個buffer中，再在buffer中對他們重排序，然後按這個順序再輸出。解密程序按相反的順序還原數據。這種方法總是和一些別的加密演算法混合使用，這就使得破譯變的特別的困難，幾乎有些不可能了。例如，有這樣一個詞，變換起字母的順序，slient 可以變為listen，但所有的字母都沒有變化，沒有增加也沒有減少，但是字母之間的順序已經變化了。
但是，還有一種更好的加密演算法，只有計算機可以做，就是字/位元組循環移位和xor操作。如果我們把一個字或位元組在一個數據流內做循環移位，使用多個或變化的方向（左移或右移），就可以迅速的產生一個加密的數據流。這種方法是很好的，破譯它就更加困難！而且，更進一步的是，如果再使用xor操作，按位做異或操作，就就使破譯密碼更加困難了。如果再使用偽隨機的方法，這涉及到要產生一系列的數字，我們可以使用fibbonaci數列。對數列所產生的數做模運算（例如模3），得到一個結果，然後循環移位這個結果的次數，將使破譯次密碼變的幾乎不可能！但是，使用fibbonaci數列這種偽隨機的方式所產生的密碼對我們的解密程序來講是非常容易的。
在一些情況下，我們想能夠知道數據是否已經被篡改了或被破壞了，這時就需要產生一些校驗碼，並且把這些校驗碼插入到數據流中。這樣做對數據的防偽與程序本身都是有好處的。但是感染計算機程序的病毒才不會在意這些數據或程序是否加過密，是否有數字簽名。所以，加密程序在每次load到內存要開始執行時，都要檢查一下本身是否被病毒感染，對與需要加、解密的文件都要做這種檢查！很自然，這樣一種方法體制應該保密的，因為病毒程序的編寫者將會利用這些來破壞別人的程序或數據。因此，在一些反病毒或殺病毒軟體中一定要使用加密技術。
循環冗餘校驗是一種典型的校驗數據的方法。對於每一個數據塊，它使用位循環移位和xor操作來產生一個16位或32位的校驗和 ，這使得丟失一位或兩個位的錯誤一定會導致校驗和出錯。這種方式很久以來就應用於文件的傳輸，例如 xmodem-crc。 這是方法已經成為標准，而且有詳細的文檔。但是，基於標准crc演算法的一種修改演算法對於發現加密數據塊中的錯誤和文件是否被病毒感染是很有效的。
二．基於公鑰的加密演算法
一個好的加密演算法的重要特點之一是具有這種能力：可以指定一個密碼或密鑰，並用它來加密明文，不同的密碼或密鑰產生不同的密文。這又分為兩種方式：對稱密鑰演算法和非對稱密鑰演算法。所謂對稱密鑰演算法就是加密解密都使用相同的密鑰，非對稱密鑰演算法就是加密解密使用不同的密鑰。非常著名的pgp公鑰加密以及rsa加密方法都是非對稱加密演算法。加密密鑰，即公鑰，與解密密鑰，即私鑰，是非常的不同的。從數學理論上講，幾乎沒有真正不可逆的演算法存在。例如，對於一個輸入『a』執行一個操作得到結果『b』,那麼我們可以基於『b』，做一個相對應的操作，導出輸入『a』。在一些情況下，對於每一種操作，我們可以得到一個確定的值，或者該操作沒有定義（比如，除數為0）。對於一個沒有定義的操作來講，基於加密演算法，可以成功地防止把一個公鑰變換成為私鑰。因此，要想破譯非對稱加密演算法，找到那個唯一的密鑰，唯一的方法只能是反復的試驗，而這需要大量的處理時間。
rsa加密演算法使用了兩個非常大的素數來產生公鑰和私鑰。即使從一個公鑰中通過因數分解可以得到私鑰，但這個運算所包含的計算量是非常巨大的，以至於在現實上是不可行的。加密演算法本身也是很慢的，這使得使用rsa演算法加密大量的數據變的有些不可行。這就使得一些現實中加密演算法都基於rsa加密演算法。pgp演算法(以及大多數基於rsa演算法的加密方法)使用公鑰來加密一個對稱加密演算法的密鑰，然後再利用一個快速的對稱加密演算法來加密數據。這個對稱演算法的密鑰是隨機產生的，是保密的，因此，得到這個密鑰的唯一方法就是使用私鑰來解密。
我們舉一個例子：假定現在要加密一些數據使用密鑰『12345』。利用rsa公鑰，使用rsa演算法加密這個密鑰『12345』，並把它放在要加密的數據的前面（可能後面跟著一個分割符或文件長度，以區分數據和密鑰），然後，使用對稱加密演算法加密正文，使用的密鑰就是『12345』。當對方收到時，解密程序找到加密過的密鑰，並利用rsa私鑰解密出來，然後再確定出數據的開始位置，利用密鑰『12345』來解密數據。這樣就使得一個可靠的經過高效加密的數據安全地傳輸和解密。
一些簡單的基於rsa演算法的加密演算法可在下面的站點找到：
ftp://ftp.funet.fi/pub/crypt/cryptography/asymmetric/rsa
三．一個嶄新的多步加密演算法
現在又出現了一種新的加密演算法，據說是幾乎不可能被破譯的。這個演算法在1998年6月1日才正式公布的。下面詳細的介紹這個演算法:
使用一系列的數字（比如說128位密鑰），來產生一個可重復的但高度隨機化的偽隨機的數字的序列。一次使用256個表項，使用隨機數序列來產生密碼轉表，如下所示：
把256個隨機數放在一個距陣中，然後對他們進行排序，使用這樣一種方式（我們要記住最初的位置）使用最初的位置來產生一個表，隨意排序的表，表中的數字在0到255之間。如果不是很明白如何來做，就可以不管它。但是，下面也提供了一些原碼（在下面）是我們明白是如何來做的。現在，產生了一個具體的256位元組的表。讓這個隨機數產生器接著來產生這個表中的其餘的數，以至於每個表是不同的。下一步，使用"shotgun technique"技術來產生解碼表。基本上說，如果 a映射到b，那麼b一定可以映射到a，所以b[a[n]] = n.（n是一個在0到255之間的數）。在一個循環中賦值，使用一個256位元組的解碼表它對應於我們剛才在上一步產生的256位元組的加密表。
使用這個方法，已經可以產生這樣的一個表，表的順序是隨機，所以產生這256個位元組的隨機數使用的是二次偽隨機,使用了兩個額外的16位的密碼.現在，已經有了兩張轉換表，基本的加密解密是如下這樣工作的。前一個位元組密文是這個256位元組的表的索引。或者，為了提高加密效果，可以使用多餘8位的值，甚至使用校驗和或者crc演算法來產生索引位元組。假定這個表是256*256的數組,將會是下面的樣子:
crypto1 = a[crypto0][value]
變數'crypto1'是加密後的數據，'crypto0'是前一個加密數據（或著是前面幾個加密數據的一個函數值）。很自然的，第一個數據需要一個「種子」，這個「種子」 是我們必須記住的。如果使用256*256的表，這樣做將會增加密文的長度。或者，可以使用你產生出隨機數序列所用的密碼，也可能是它的crc校驗和。順便提及的是曾作過這樣一個測試: 使用16個位元組來產生表的索引,以128位的密鑰作為這16個位元組的初始的"種子"。然後，在產生出這些隨機數的表之後，就可以用來加密數據，速度達到每秒鍾100k個位元組。一定要保證在加密與解密時都使用加密的值作為表的索引，而且這兩次一定要匹配。
加密時所產生的偽隨機序列是很隨意的，可以設計成想要的任何序列。沒有關於這個隨機序列的詳細的信息，解密密文是不現實的。例如：一些ascii碼的序列，如「eeeeeeee"可能被轉化成一些隨機的沒有任何意義的亂碼，每一個位元組都依賴於其前一個位元組的密文，而不是實際的值。對於任一個單個的字元的這種變換來說，隱藏了加密數據的有效的真正的長度。
如果確實不理解如何來產生一個隨機數序列，就考慮fibbonacci數列，使用2個雙字（64位）的數作為產生隨機數的種子，再加上第三個雙字來做xor操作。 這個演算法產生了一系列的隨機數。演算法如下：
unsigned long dw1, dw2, dw3, dwmask;
int i1;
unsigned long arandom[256];
dw1 = {seed #1};
dw2 = {seed #2};
dwmask = {seed #3};
// this gives you 3 32-bit "seeds", or 96 bits total
for(i1=0; i1 < 256; i1++)
{
dw3 = (dw1 + dw2) ^ dwmask;
arandom[i1] = dw3;
dw1 = dw2;
dw2 = dw3;
}
如果想產生一系列的隨機數字，比如說，在0和列表中所有的隨機數之間的一些數，就可以使用下面的方法：
int __cdecl mysortproc(void *p1, void *p2)
{
unsigned long **pp1 = (unsigned long **)p1;
unsigned long **pp2 = (unsigned long **)p2;
if(**pp1 < **pp2)
return(-1);
else if(**pp1 > *pp2)
return(1);
return(0);
}
...
int i1;
unsigned long *aprandom[256];
unsigned long arandom[256]; // same array as before, in this case
int aresult[256]; // results go here
for(i1=0; i1 < 256; i1++)
{
aprandom[i1] = arandom + i1;
}
// now sort it
qsort(aprandom, 256, sizeof(*aprandom), mysortproc);
// final step - offsets for pointers are placed into output array
for(i1=0; i1 < 256; i1++)
{
aresult[i1] = (int)(aprandom[i1] - arandom);
}
...
變數'aresult'中的值應該是一個排過序的唯一的一系列的整數的數組，整數的值的范圍均在0到255之間。這樣一個數組是非常有用的，例如：對一個位元組對位元組的轉換表，就可以很容易並且非常可靠的來產生一個短的密鑰（經常作為一些隨機數的種子）。這樣一個表還有其他的用處，比如說：來產生一個隨機的字元，計算機游戲中一個物體的隨機的位置等等。上面的例子就其本身而言並沒有構成一個加密演算法，只是加密演算法一個組成部分。
作為一個測試，開發了一個應用程序來測試上面所描述的加密演算法。程序本身都經過了幾次的優化和修改，來提高隨機數的真正的隨機性和防止會產生一些短的可重復的用於加密的隨機數。用這個程序來加密一個文件，破解這個文件可能會需要非常巨大的時間以至於在現實上是不可能的。
四．結論：
由於在現實生活中，我們要確保一些敏感的數據只能被有相應許可權的人看到，要確保信息在傳輸的過程中不會被篡改，截取，這就需要很多的安全系統大量的應用於政府、大公司以及個人系統。數據加密是肯定可以被破解的，但我們所想要的是一個特定時期的安全，也就是說，密文的破解應該是足夠的困難，在現實上是不可能的，尤其是短時間內。
『貳』 對稱加密演算法以及使用方法
加密的原因：保證數據安全
加密必備要素：1、明文/密文 2、秘鑰 3、演算法
秘鑰：在密碼學中是一個定長的字元串、需要根據加密演算法確定其長度
加密演算法解密演算法一般互逆、也可能相同
常用的兩種加密方式：
對稱加密：秘鑰：加密解密使用同一個密鑰、數據的機密性雙向保證、加密效率高、適合加密於大數據大文件、加密強度不高(相對於非對稱加密)
非對稱加密：秘鑰：加密解密使用的不同秘鑰、有兩個密鑰、需要使用密鑰生成演算法生成兩個秘鑰、數據的機密性只能單向加密、如果想解決這個問題、雙向都需要各自有一對秘鑰、加密效率低、加密強度高
公鑰：可以公開出來的密鑰、公鑰加密私鑰解密
私鑰：需要自己妥善保管、不能公開、私鑰加密公鑰解密
安全程度高：多次加密
按位異或運算
凱撒密碼：加密方式 通過將銘文所使用的字母表按照一定的字數平移來進行加密
mod：取余
加密三要素：明文/密文(字母)、秘鑰(3)、演算法(向右平移3/-3)
安全常識：不要使用自己研發的演算法、不要鑽牛角尖、沒必要研究底層實現、了解怎麼應用；低強度的密碼比不進行任何加密更危險；任何密碼都會被破解；密碼只是信息安全的一部分
保證數據的機密性、完整性、認證、不可否認性
計算機操作對象不是文字、而是由0或1排列而成的比特序列、程序存儲在磁碟是二進制的字元串、為比特序列、將現實的東西映射為比特序列的操作稱為編碼、加密又稱之為編碼、解密稱之為解碼、根據ASCII對照表找到對應的數字、轉換成二進制
三種對稱加密演算法：DES\3DES\ AES
DES：已經被破解、除了用它來解密以前的明文、不再使用
密鑰長度為56bit/8、為7byte、每隔7個bit會設置一個用於錯誤檢查的比特、因此實際上是64bit
分組密碼(以組為單位進行處理)：加密時是按照一個單位進行加密(8個位元組/64bit為一組)、每一組結合秘鑰通過加密演算法得到密文、加密後的長度不變
3DES:三重DES為了增加DES的強度、將DES重復三次所得到的一種加密演算法 密鑰長度24byte、分成三份 加密--解密--加密 目的：為了兼容DES、秘鑰1秘鑰2相同==三個秘鑰相同 ---加密一次 密鑰1秘鑰3相同--加密三次 三個密鑰不相同最好、此時解密相當於加密、中間的一次解密是為了有三個密鑰相同的情況
此時的解密操作與加密操作互逆，安全、效率低
數據先解密後加密可以么？可以、解密相當於加密、加密解密說的是演算法
AES：(首選推薦)底層演算法為Rijndael 分組長度為128bit、密鑰長度為128bit到256bit范圍內就可以 但是在AES中、密鑰長度只有128bit\192bit\256bit 在go提供的介面中、只能是16位元組(128bit)、其他語言中秘鑰可以選擇
目前為止最安全的、效率高
底層演算法
分組密碼的模式：
按位異或、對數據進行位運算、先將數據轉換成二進制、按位異或操作符^、相同為真、不同為假、非0為假 按位異或一次為加密操作、按位異或兩次為解密操作：a和b按位異或一次、結果再和b按位異或
ECB : 如果明文有規律、加密後的密文有規律不安全、go里不提供該介面、明文分組分成固定大小的塊、如果最後一個分組不滿足分組長度、則需要補位
CBC：密碼鏈
問題：如何對字元串進行按位異或？解決了ECB的規律可查缺點、但是他不能並行處理、最後一個明文分組也需要填充 、初始化向量長度與分組長度相同
CFB:密文反饋模式
不需要填充最後一個分組、對密文進行加密
OFB：
不需要對最後一組進行填充
CTR計數器:
不需要對最後一組進行填充、不需要初始化向量
Go中的實現
官方文檔中：
在創建aes或者是des介面時都是調用如下的方法、返回的block為一個介面
func NewCipher(key [] byte ) ( cipher . Block , error )
type Block interface {
// 返回加密位元組塊的大小
BlockSize() int
// 加密src的第一塊數據並寫入dst，src和dst可指向同一內存地址
Encrypt(dst, src []byte)
// 解密src的第一塊數據並寫入dst，src和dst可指向同一內存地址
Decrypt(dst, src []byte)
}
Block介面代表一個使用特定密鑰的底層塊加/解密器。它提供了加密和解密獨立數據塊的能力。
Block的Encrypt/Decrypt也能進行加密、但是只能加密第一組、因為aes的密鑰長度為16、所以進行操作的第一組數據長度也是16
如果分組模式選擇的是cbc
func NewCBCEncrypter(b Block, iv []byte) BlockMode 加密
func NewCBCDecrypter(b Block, iv []byte) BlockMode 解密
加密解密都調用同一個方法CryptBlocks()
並且cbc分組模式都會遇到明文最後一個分組的補充、所以會用到加密位元組的大小
返回一個密碼分組鏈接模式的、底層用b加密的BlockMode介面，初始向量iv的長度必須等於b的塊尺寸。iv自己定義
返回的BlockMode同樣也是一個介面類型
type BlockMode interface {
// 返回加密位元組塊的大小
BlockSize() int
// 加密或解密連續的數據塊，src的尺寸必須是塊大小的整數倍，src和dst可指向同一內存地址
CryptBlocks(dst, src []byte)
}
BlockMode介面代表一個工作在塊模式（如CBC、ECB等）的加/解密器
返回的BlockMode其實是一個cbc的指針類型中的b和iv
# 加密流程:
1. 創建一個底層使用des/3des/aes的密碼介面 "crypto/des" func NewCipher(key []byte) (cipher.Block, error) # -- des func NewTripleDESCipher(key []byte) (cipher.Block, error) # -- 3des "crypto/aes" func NewCipher(key []byte) (cipher.Block, error) # == aes
2. 如果使用的是cbc/ecb分組模式需要對明文分組進行填充
3. 創建一個密碼分組模式的介面對象 - cbc func NewCBCEncrypter(b Block, iv []byte) BlockMode # 加密 - cfb func NewCFBEncrypter(block Block, iv []byte) Stream # 加密 - ofb - ctr
4. 加密, 得到密文
流程：
填充明文：
先求出最後一組中的位元組數、創建新切片、長度為新切片、值也為切片的長度、然後利用bytes.Reapet將長度換成位元組切片、追加到原明文中
//明文補充
func padPlaintText(plaintText []byte,blockSize int)[]byte{
//1、求出需要填充的個數
padNum := blockSize-len(plaintText) % blockSize
//2、對填充的個數進行操作、與原明文進行合並
newPadding := []byte{byte(padNum)}
newPlain := bytes.Repeat(newPadding,padNum)
plaintText = append(plaintText,newPlain...)
return plaintText
}
去掉填充數據：
拿去切片中的最後一個位元組、得到尾部填充的位元組個數、截取返回
//解密後的明文曲調補充的地方
func createPlaintText(plaintText []byte,blockSize int)[]byte{
//1、得到最後一個位元組、並將位元組轉換成數字、去掉明文中此數字大小的位元組
padNum := int(plaintText[len(plaintText)-1])
newPadding := plaintText[:len(plaintText)-padNum]
return newPadding
}
des加密：
1、創建一個底層使用des的密碼介面、參數為秘鑰、返回一個介面
2、對明文進行填充
3、創建一個cbc模式的介面、需要創建iv初始化向量、返回一個blockmode對象
4、加密、調用blockmode中的cryptBlock函數進行加密、參數為目標參數和源參數
//des利用分組模式cbc進行加密
func EncryptoText(plaintText []byte,key []byte)[]byte{
//1、創建des對象
cipherBlock,err := des.NewCipher(key)
if err != nil {
panic(err)
}
//2、對明文進行填充
newText := padPlaintText(plaintText,cipherBlock.BlockSize())
//3、選擇分組模式、其中向量的長度必須與分組長度相同
iv := make([]byte,cipherBlock.BlockSize())
blockMode := cipher.NewCBCEncrypter(cipherBlock,iv)
//4、加密
blockMode.CryptBlocks(newText,newText)
return newText
}
des解密：
1、創建一個底層使用des的密碼介面、參數為秘鑰、返回一個介面
2、創建一個cbc模式的介面、需要創建iv初始化向量，返回一個blockmode對象
3、加密、調用blockmode中的cryptBlock函數進行解密、參數為目標參數和源參數
4、調用去掉填充數據的方法
//des利用分組模式cbc進行解密
func DecryptoText(cipherText []byte, key []byte)[]byte{
//1、創建des對象
cipherBlock,err := des.NewCipher(key)
if err != nil {
panic(err)
}
//2、創建cbc分組模式介面
iv := []byte("12345678")
blockMode := cipher.NewCBCDecrypter(cipherBlock,iv)
//3、解密
blockMode.CryptBlocks(cipherText,cipherText)
//4、將解密後的數據進行去除填充的數據
newText := clearPlaintText(cipherText,cipherBlock.BlockSize())
return newText
}
Main函數調用
func main(){
//需要進行加密的明文
plaintText := []byte("CBC--密文沒有規律、經常使用的加密方式，最後一個分組需要填充，需要初始化向量" +
"(一個數組、數組的長度與明文分組相等、數據來源:負責加密的人提供，加解密使用的初始化向量必須相同)")
//密鑰Key的長度需要與分組長度相同、且加密解密的密鑰相同
key := []byte("1234abcd")
//調用加密函數
cipherText := EncryptoText(plaintText,key)
newPlaintText := DecryptoText(cipherText,key)
fmt.Println(string(newPlaintText))
}
AES加密解密相同、所以只需要調用一次方法就可以加密、調用兩次則解密
推薦是用分組模式：cbc、ctr
aes利用分組模式cbc進行加密
//對明文進行補充
func paddingPlaintText(plaintText []byte , blockSize int ) []byte {
//1、求出分組余數
padNum := blockSize - len(plaintText) % blockSize
//2、將余數轉換為位元組切片、然後利用bytes.Repeat得出有該余數的大小的位元組切片
padByte := bytes.Repeat([]byte{byte(padNum)},padNum)
//3、將補充的位元組切片添加到原明文中
plaintText = append(plaintText,padByte...)
return plaintText
}
//aes加密
func encryptionText(plaintText []byte, key []byte) []byte {
//1、創建aes對象
block,err := aes.NewCipher(key)
if err != nil {
panic(err)
}
//2、明文補充
newText := paddingPlaintText(plaintText,block.BlockSize())
//3、創建cbc對象
iv := []byte("12345678abcdefgh")
blockMode := cipher.NewCBCEncrypter(block,iv)
//4、加密
blockMode.CryptBlocks(newText,newText)
return newText
}
//解密後的去尾
func clearplaintText(plaintText []byte, blockSize int) []byte {
//1、得到最後一個位元組、並轉換成整型數據
padNum := int(plaintText[len(plaintText)-1])
//2、截取明文位元組中去掉得到的整型數據之前的數據、此處出錯、沒有用len-padNum
newText := plaintText[:len(plaintText)-padNum]
return newText
}
//aes解密
func deCryptionText(crypherText []byte, key []byte ) []byte {
//1、創建aes對象
block, err := aes.NewCipher(key)
if err != nil {
panic(err)
}
//2、創建cbc對象
iv := []byte("12345678abcdefgh")
blockMode := cipher.NewCBCDecrypter(block,iv)
//3、解密
blockMode.CryptBlocks(crypherText,crypherText)
//4、去尾
newText := clearplaintText(crypherText,block.BlockSize())
return newText
}
func main(){
//需要進行加密的明文
plaintText := []byte("CBC--密文沒有規律、經常使用的加密方式，最後一個分組需要填充，需要初始化向量")
//密鑰Key的長度需要與分組長度相同、且加密解密的密鑰相同
key := []byte("12345678abcdefgh")
//調用加密函數
cipherText := encryptionText(plaintText,key)
//調用解密函數
newPlaintText := deCryptionText(cipherText,key)
fmt.Println("解密後",string(newPlaintText))
}
//aes--ctr加密
func encryptionCtrText(plaintText []byte, key []byte) []byte {
//1、創建aes對象
block,err := aes.NewCipher(key)
if err != nil {
panic(err)
}
//2、創建ctr對象，雖然ctr模式不需要iv，但是go中使用ctr時還是需要iv
iv := []byte("12345678abcdefgh")
stream := cipher.NewCTR(block,iv)
stream.XORKeyStream(plaintText,plaintText)
return plaintText
}
func main() {
//aes--ctr加密解密、調用兩次即為解密、因為加密解密函數相同stream.XORKeyStream
ctrcipherText := encryptionCtrText(plaintText, key)
ctrPlaintText := encryptionCtrText(ctrcipherText,key)
fmt.Println("aes解密後", string(ctrPlaintText))
}
英文單詞：
明文：plaintext 密文：ciphertext 填充：padding/fill 去掉clear 加密Encryption 解密Decryption
『叄』 7 Go密碼學（四） 非對稱加密之RSA
對稱加舉鉛密有非常好的安全性，其加解密計算的性能也較高，但其有兩個重要缺點：
在如今開放的信息社會，秘鑰的管理愈加困難，非公開的秘鑰機制雖然破解較難，但還是有遭到攻擊的可能性，由於對稱加密需要加解密雙方共同握有私鑰，所有生成秘鑰的一方必須分發給含轎另一方才能進行安全通行，這就難免秘鑰在網路中傳輸，網路是不可靠的，其有可能被攔截或篡改。於是就產生了公開秘鑰體制，即服務方根據特定演算法產生一對鑰匙串，自己持有私鑰小心保存，而公鑰公開分發，在通信中，由公鑰加密進行網路傳輸，而傳輸的信息只正老好能由私鑰解密，這就解決了秘鑰分發的問。公開秘鑰體制就是非對稱加密，非對稱加密一般有兩種用途：
如今的非對稱加密比較可靠的有RSA演算法和ECC演算法（橢圓曲線演算法），RSA的受眾最多，但近年來隨著比特幣、區塊鏈的興起，ECC加密演算法也越來越受到青睞。下面我們先介紹一下RSA加密演算法的使用，ECC我們下一講展開。
公鑰密碼體系都是要基於一個困難問題來保證其安全性的，RSA是基於大數分解，將一個即使是計算機也無能為力的數學問題作為安全壁壘是現代密碼學的實現原理。講述這類數學問題需要龐雜的數論基礎，此相關部分在此不再展開，感興趣的請出門右拐搜索歐幾里得證明、歐拉函數等數論部分知識。
Go標准庫中crypto/rsa包實現了RSA加解密演算法，並通過crypto/x509包實現私鑰序列化為ASN.1的DER編碼字元串的方法，我們還使用編解碼包encoding/pem（實現了PEM數據編碼，該格式源自保密增強郵件協議，目前PEM編碼主要用於TLS密鑰和證書。）將公私鑰數據編碼為pem格式的證書文件。
使用以上加解密方法：
『肆』 Go 實現AES-128加密解密
AES演算法基於排列和置換運算。排列是對數據重新進行安排，置換是將一個數據單元替換為另一個。AES 使用幾種不同的方法來執行排列和置換運算。 AES是一個迭代的、對稱枯敏密鑰分組的密碼，它可以使用128、192 和 256 位密鑰，並且用 128 位（16位元組）分組加密和解密數據。與公共密鑰密碼使用密鑰對不同，對稱密鑰密碼使用相同的密鑰加密和解密數據。通過分組密碼返回的加密數據的位數與輸入數據相同。迭代加密使用一個循沒則枝環結構，在該循環中重復置換和替換輸入數據。
加解密流程圖：
使盯畝用CBC模式+PKCS7 填充方式實現AES的加密和解密
『伍』 什麼是3DES對稱加密演算法
DES加密經過下面的步驟
1、提供明文和密鑰,將明文按照64bit分塊（對應8個位元組），不足8個位元組的可以進行填充（填充方式多種）,密鑰必須為8個位元組共64bit
填充方式：
當明文長度不為分組長度的整數倍時，需要在最後一個分組中填充一些數據使其湊滿一個分組長度。
* NoPadding
API或演算法本身不對數據進行處理，加密數據由加密雙方約定填補演算法。例如若對字元串數據進行加解密，可以補充\0或者空格，然後trim
* PKCS5Padding
加密前：數據位元組長度對8取余，余數為m，若m>0,則補足8-m個位元組，位元組數值為8-m，即差幾個位元組就補幾個位元組，位元組數值即為補充的位元組數，若為0則補充8個位元組的8
解密後：取最後一個位元組，值為m，則從數據尾部刪除m個位元組，剩餘數據即為加密前的原文。
例如：加密字元串為為AAA，則補位為AAA55555;加密字元串為BBBBBB，則補位為BBBBBB22；加密字元串為CCCCCCCC，則補位為CCCCCCCC88888888。
* PKCS7Padding
PKCS7Padding 的填充方式和PKCS5Padding 填充方式一樣。只是加密塊的位元組數不同。PKCS5Padding明確定義了加密塊是8位元組，PKCS7Padding加密快可以是1-255之間。
2、選擇加密模式
**ECB模式** 全稱Electronic Codebook模式，譯為電子密碼本模式
**CBC模式** 全稱Cipher Block Chaining模式，譯為密文分組鏈接模式
**CFB模式** 全稱Cipher FeedBack模式，譯為密文反饋模式
**OFB模式** 全稱Output Feedback模式，譯為輸出反饋模式。
**CTR模式** 全稱Counter模式，譯為計數器模式。
3、開始加密明文（內部原理--加密步驟，加密演算法實現不做講解）
image
1、將分塊的64bit一組組加密，示列其中一組：將此組進行初始置換（IP置換），目的是將輸入的64位數據塊按位重新組合，並把輸出分為L0、R0兩部分，每部分各長32位。
2、開始Feistel結構的16次轉換，第一次轉換為：右側數據R0和子密鑰經過輪函數f生成用於加密左側數據的比特序列，與左側數據L0異或運算，
運算結果輸出為加密後的左側L0，右側數據則直接輸出為右側R0。由於一次Feistel輪並不會加密右側，因此需要將上一輪輸出後的左右兩側對調後才正式完成一次Feistel加密，
3、DES演算法共計進行16次Feistel輪，最後一輪輸出後左右兩側無需對調，每次加密的子密鑰不相同，子密鑰是通過秘鑰計算得到的。
4、末置換是初始置換的逆過程，DES最後一輪後，左、右兩半部分並未進行交換，而是兩部分合並形成一個分組做為末置換的輸入
DES解密經過下面的步驟
1、拿到密文和加密的密鑰
2、解密：DES加密和解密的過程一致，均使用Feistel網路實現，區別僅在於解密時，密文作為輸入，並逆序使用子密鑰。
3、講解密後的明文去填充 (padding）得到的即為明文
Golang實現DES加密解密
package main
import (
"fmt"
"crypto/des"
"bytes"
"crypto/cipher"
)
func main() {
var miwen,_= DESEncode([]byte("hello world"),[]byte("12345678"))
fmt.Println(miwen) // [11 42 146 232 31 180 156 225 164 50 102 170 202 234 123 129],密文：最後5位是補碼
var txt,_ = DESDecode(miwen,[]byte("12345678"))
fmt.Println(txt) // [104 101 108 108 111 32 119 111 114 108 100]明碼
fmt.Printf("%s",txt) // hello world
}
// 加密函數
func DESEncode(orignData, key []byte)([]byte,error){
// 建立密碼塊
block ,err:=des.NewCipher(key)
if err!=nil{ return nil,err}
// 明文分組，不足的部分加padding
txt := PKCS5Padding(orignData,block.BlockSize())
// 設定加密模式,為了方便，初始向量直接使用key充當了（實際項目中，最好別這么做）
blockMode := cipher.NewCBCEncrypter(block,key)
// 創建密文長度的切片，用來存放密文位元組
crypted :=make([]byte,len(txt))
// 開始加密,將txt作為源，crypted作為目的切片輸入
blockMode.CryptBlocks(crypted,txt)
// 將加密後的切片返回
return crypted,nil
}
// 加密所需padding
func PKCS5Padding(ciphertext []byte,size int)[]byte{
padding := size - len(ciphertext)%size
padTex := bytes.Repeat([]byte{byte(padding)},padding)
return append(ciphertext,padTex...)
}
// 解密函數
func DESDecode(cripter, key []byte) ([]byte,error) {
// 建立密碼塊
block ,err:=des.NewCipher(key)
if err!=nil{ return nil,err}
// 設置解密模式，加密模式和解密模式要一樣
blockMode := cipher.NewCBCDecrypter(block,key)
// 設置切片長度，用來存放明文位元組
originData := make([]byte,len(cripter))
// 使用解密模式解密,將解密後的明文位元組放入originData 切片中
blockMode.CryptBlocks(originData,cripter)
// 去除加密的padding部分
strByt := UnPKCS5Padding(origenData)
return strByt,nil
}
// 解密所需要的Unpadding
func UnPKCS5Padding(origin []byte) []byte{
// 獲取最後一位轉為整型，然後根據這個整型截取掉整型數量的長度
// 若此數為5，則減掉轉換明文後的最後5位，即為我們輸入的明文
var last = int(origin[len(origin)-1])
return origin[:len(origin)-last]
}
注意：在設置加密模式為CBC的時候，我們需要設置一個初始化向量，這個量的意思 在對稱加密演算法中，如果只有一個密鑰來加密數據的話，明文中的相同文字就會也會被加密成相同的密文，這樣密文和明文就有完全相同的結構，容易破解，如果給一個初始化向量，第一個明文使用初始化向量混合並加密，第二個明文用第一個明文的加密後的密文與第二個明文混合加密，這樣加密出來的密文的結構則完全與明文不同，更加安全可靠。CBC模式圖如下
CBC
3DES
DES 的常見變體是三重 DES，使用 168 位的密鑰對資料進行三次加密的一種機制；它通常（但非始終）提供極其強大的安全性。如果三個 56 位的子元素都相同，則三重 DES 向後兼容 DES。
對比DES，發現只是換了NewTripleDESCipher。不過，需要注意的是，密鑰長度必須24byte，否則直接返回錯誤。關於這一點，PHP中卻不是這樣的，只要是8byte以上就行；而Java中，要求必須是24byte以上，內部會取前24byte（相當於就是24byte）。另外，初始化向量長度是8byte（目前各個語言都是如此，不是8byte會有問題）