Go语言常用加密算法和加密技术全面解析！

在现代计算机领域，安全性非常重要，而加密技术是保证计算机信息系统安全性的重要措施之一。为了满足这个需求，Go语言提供了丰富的加密算法和加密技术，本文将为大家详细解析Go语言中常用的加密算法和加密技术。

一、对称加密算法

对称加密算法是加密和解密使用相同的密钥的一种加密方式。常用的对称加密算法有DES、3DES、AES等。Go语言中的crypto包中提供了多种对称加密算法。

以下是一个示例，使用AES加密算法加密字符串，然后再进行解密：

```go
package main

import (
    "crypto/aes"
    "crypto/cipher"
    "fmt"
)

func AesEncrypt(plainText, key []byte) ([]byte, error) {
    block, err := aes.NewCipher(key)
    if err != nil {
        return nil, err
    }
    iv := []byte("1234567890123456")
    plainText = pkcs5Padding(plainText, block.BlockSize())
    blockMode := cipher.NewCBCEncrypter(block, iv)
    cipherText := make([]byte, len(plainText))
    blockMode.CryptBlocks(cipherText, plainText)
    return cipherText, nil
}

func AesDecrypt(cipherText, key []byte) ([]byte, error) {
    block, err := aes.NewCipher(key)
    if err != nil {
        return nil, err
    }
    iv := []byte("1234567890123456")
    blockMode := cipher.NewCBCDecrypter(block, iv)
    plainText := make([]byte, len(cipherText))
    blockMode.CryptBlocks(plainText, cipherText)
    plainText = pkcs5UnPadding(plainText)
    return plainText, nil
}

func pkcs5Padding(cipherText []byte, blockSize int) []byte {
    padding := blockSize - len(cipherText)%blockSize
    padText := bytes.Repeat([]byte{byte(padding)}, padding)
    return append(cipherText, padText...)
}

func pkcs5UnPadding(plainText []byte) []byte {
    length := len(plainText)
    unPadding := int(plainText[length-1])
    return plainText[:(length - unPadding)]
}

func main() {
    plainText := []byte("Hello World")
    key := []byte("12345678901234567890123456789012")
    cipherText, err := AesEncrypt(plainText, key)
    if err != nil {
        fmt.Println(err)
        return
    }
    fmt.Printf("Cipher Text: %x\n", cipherText)

    plainTextResult, err := AesDecrypt(cipherText, key)
    if err != nil {
        fmt.Println(err)
        return
    }
    fmt.Printf("Plain Text: %s\n", plainTextResult)
}
```

二、非对称加密算法

非对称加密算法也称为公钥加密算法，加密和解密使用不同的密钥。常用的非对称加密算法有RSA、ECC等。Go语言中的crypto包中也提供了多种非对称加密算法。

以下是一个示例，使用RSA加密算法加密字符串，然后再进行解密：

```go
package main

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

func RsaEncrypt(plainText []byte, publicKey []byte) ([]byte, error) {
    block, _ := pem.Decode(publicKey)
    if block == nil {
        return nil, fmt.Errorf("public key pem decode failed")
    }
    pubInterface, err := x509.ParsePKIXPublicKey(block.Bytes)
    if err != nil {
        return nil, err
    }
    pub := pubInterface.(*rsa.PublicKey)
    cipherText, err := rsa.EncryptPKCS1v15(rand.Reader, pub, plainText)
    if err != nil {
        return nil, err
    }
    return cipherText, nil
}

func RsaDecrypt(cipherText []byte, privateKey []byte) ([]byte, error) {
    block, _ := pem.Decode(privateKey)
    if block == nil {
        return nil, fmt.Errorf("private key pem decode failed")
    }
    pri, err := x509.ParsePKCS8PrivateKey(block.Bytes)
    if err != nil {
        return nil, err
    }
    priKey := pri.(*rsa.PrivateKey)
    plainText, err := rsa.DecryptPKCS1v15(rand.Reader, priKey, cipherText)
    if err != nil {
        return nil, err
    }
    return plainText, nil
}

func main() {
    plainText := []byte("Hello World")
    publicKey, privateKey := GenerateRsaKeyPair(2048)

    cipherText, err := RsaEncrypt(plainText, publicKey)
    if err != nil {
        fmt.Println(err)
        return
    }
    fmt.Printf("Cipher Text: %x\n", cipherText)

    plainTextResult, err := RsaDecrypt(cipherText, privateKey)
    if err != nil {
        fmt.Println(err)
        return
    }
    fmt.Printf("Plain Text: %s\n", plainTextResult)
}

func GenerateRsaKeyPair(bitsize int) ([]byte, []byte) {
    priKey, err := rsa.GenerateKey(rand.Reader, bitsize)
    if err != nil {
        return nil, nil
    }
    priDER := x509.MarshalPKCS1PrivateKey(priKey)
    priPEM := pem.EncodeToMemory(&pem.Block{
        Type:  "RSA PRIVATE KEY",
        Bytes: priDER,
    })

    publicKey := priKey.PublicKey
    pubDER, err := x509.MarshalPKIXPublicKey(&publicKey)
    if err != nil {
        return nil, nil
    }
    pubPEM := pem.EncodeToMemory(&pem.Block{
        Type:  "PUBLIC KEY",
        Bytes: pubDER,
    })

    return pubPEM, priPEM
}
```

三、哈希算法

哈希算法将任意长度的消息压缩到固定长度的摘要中。常用的哈希算法有SHA-1、SHA-256、MD5等。Go语言中的crypto包中也提供了多种哈希算法。

以下是一个示例，使用SHA-256算法计算字符串的哈希值：

```go
package main

import (
    "crypto/sha256"
    "fmt"
)

func ComputeSha256Hash(data []byte) []byte {
    h := sha256.New()
    h.Write(data)
    return h.Sum(nil)
}

func main() {
    data := []byte("Hello World")
    hash := ComputeSha256Hash(data)
    fmt.Printf("SHA-256 Hash: %x\n", hash)
}
```

四、数字签名

数字签名是一种基于公钥密码学的技术，用来保证消息的完整性、真实性和不可否认性。常用的数字签名算法有RSA、ECC等。Go语言中的crypto包中也提供了多种数字签名算法。

以下是一个示例，使用RSA算法对数据进行数字签名，然后再进行验证：

```go
package main

import (
    "crypto/rand"
    "crypto/rsa"
    "crypto/sha256"
    "crypto/x509"
    "encoding/pem"
    "fmt"
)

func RsaSign(data []byte, privateKey []byte) ([]byte, error) {
    block, _ := pem.Decode(privateKey)
    if block == nil {
        return nil, fmt.Errorf("private key pem decode failed")
    }
    pri, err := x509.ParsePKCS8PrivateKey(block.Bytes)
    if err != nil {
        return nil, err
    }
    priKey := pri.(*rsa.PrivateKey)
    h := sha256.New()
    h.Write(data)
    hash := h.Sum(nil)
    signature, err := rsa.SignPKCS1v15(rand.Reader, priKey, crypto.SHA256, hash)
    if err != nil {
        return nil, err
    }
    return signature, nil
}

func RsaVerify(data, signature, publicKey []byte) (bool, error) {
    block, _ := pem.Decode(publicKey)
    if block == nil {
        return false, fmt.Errorf("public key pem decode failed")
    }
    pubInterface, err := x509.ParsePKIXPublicKey(block.Bytes)
    if err != nil {
        return false, err
    }
    pub := pubInterface.(*rsa.PublicKey)
    h := sha256.New()
    h.Write(data)
    hash := h.Sum(nil)
    err = rsa.VerifyPKCS1v15(pub, crypto.SHA256, hash, signature)
    if err != nil {
        return false, err
    }
    return true, nil
}

func main() {
    data := []byte("Hello World")
    publicKey, privateKey := GenerateRsaKeyPair(2048)

    signature, err := RsaSign(data, privateKey)
    if err != nil {
        fmt.Println(err)
        return
    }
    fmt.Printf("Signature: %x\n", signature)

    ok, err := RsaVerify(data, signature, publicKey)
    if err != nil {
        fmt.Println(err)
        return
    }
    fmt.Printf("Verify Result: %t\n", ok)
}
```

总结：

上述代码示例了Go语言中常用的加密算法和加密技术，包括对称加密算法、非对称加密算法、哈希算法和数字签名。这些技术在实际应用中非常有用，能够帮助开发人员保证系统的安全性。