Golang中的密码学：对称加密、非对称加密和哈希算法

在我们的数字世界中，安全性非常重要。然而，许多人可能不知道，密码学是数字安全的基础。密码学是一门复杂的学科，但在Golang中，我们可以轻松地实现并使用常见的密码学算法。在本文中，我们将介绍三种密码学算法：对称加密、非对称加密和哈希算法。

对称加密
对称加密是指加密和解密使用同一个密钥的加密方法。当你使用对称加密算法时，你需要选择一个密钥并将其保存在加密和解密程序中。对称加密算法有很多，但最常用的是AES算法。

下面是一个使用AES对称加密算法的Golang代码示例：

```
package main

import (
	"crypto/aes"
	"crypto/cipher"
	"crypto/rand"
	"encoding/hex"
	"io"
	"log"
)

func main() {
	key, _ := hex.DecodeString("6368616e676520746869732070617373")
	plaintext := []byte("exampleplaintext")

	block, err := aes.NewCipher(key)
	if err != nil {
		log.Fatalf("Failed to create new cipher: %s", err.Error())
	}

	ciphertext := make([]byte, aes.BlockSize+len(plaintext))
	iv := ciphertext[:aes.BlockSize]
	if _, err := io.ReadFull(rand.Reader, iv); err != nil {
		log.Fatalf("Failed to read random bytes: %s", err.Error())
	}

	stream := cipher.NewCFBEncrypter(block, iv)
	stream.XORKeyStream(ciphertext[aes.BlockSize:], plaintext)

	log.Printf("Plaintext: %s", plaintext)
	log.Printf("Ciphertext: %x", ciphertext)
}
```

在上面的代码中，我们首先定义了一个密钥，并使用AES算法创建了一个新的加密器。然后，我们使用CFB模式创建了一个加密流，并用它加密了明文。

非对称加密
非对称加密是指加密和解密使用不同密钥的加密方法。这种加密方法通常使用公钥和私钥。公钥被用来加密数据，而私钥则被用来解密数据。最常用的非对称加密算法是RSA算法。

下面是一个使用RSA非对称加密算法的Golang代码示例：

```
package main

import (
	"crypto/rand"
	"crypto/rsa"
	"crypto/x509"
	"encoding/hex"
	"encoding/pem"
	"fmt"
	"log"
)

func main() {
	privateKey, _ := rsa.GenerateKey(rand.Reader, 2048)

	publicKeyBytes, _ := x509.MarshalPKIXPublicKey(&privateKey.PublicKey)
	publicKeyPem := pem.EncodeToMemory(&pem.Block{
		Type:  "RSA PUBLIC KEY",
		Bytes: publicKeyBytes,
	})

	plaintext := []byte("exampleplaintext")

	ciphertext, _ := rsa.EncryptPKCS1v15(rand.Reader, &privateKey.PublicKey, plaintext)

	decryptedtext, _ := privateKey.Decrypt(nil, ciphertext, &rsa.OAEPOptions{Hash: 0})

	log.Printf("Plaintext: %s", plaintext)
	log.Printf("Ciphertext: %x", ciphertext)
	log.Printf("Decrypted text: %s", decryptedtext)

	fmt.Println(string(publicKeyPem))
}
```

在上面的代码中，我们首先生成了一个新的RSA密钥对，并将公钥编码为PEM格式。然后，我们使用公钥加密了明文，并使用私钥解密了密文。

哈希算法
哈希算法是无法逆向的数据加密方法。它将输入数据转换为固定长度的哈希值。最常用的哈希算法是SHA256算法。

下面是一个使用SHA256哈希算法的Golang代码示例：

```
package main

import (
	"crypto/sha256"
	"encoding/hex"
	"log"
)

func main() {
	plaintext := []byte("exampleplaintext")
	hash := sha256.Sum256(plaintext)

	log.Printf("Plaintext: %s", plaintext)
	log.Printf("Hash: %s", hex.EncodeToString(hash[:]))
}
```

在上面的代码中，我们首先将明文转换为SHA256哈希值。然后，我们使用hex.EncodeToString()函数将哈希值转换为十六进制字符串格式。

结论
密码学是数字安全的基础。在Golang中，我们可以轻松使用常见的密码学算法，包括对称加密、非对称加密和哈希算法。在实际应用中，需要注意选择正确的密码学算法，并确保密钥安全。