我需要使用秘密密钥来加密和解密任意数据（字符串或JSON有效载荷或其他任何）的能力时，正在从事个人GO项目。本文是我在尝试实现这一目标的最后几天学习的结果。
tl; dr
秘密键（或对称）加密需要使用块等密码，例如AES。 AES本身只能加密/解密16字节长数据（这是其块大小），因此需要使用块密码模式。
GCM块密码模式是众多模式之一。这是一种使用AE的方法，可以使我们能够对任意大小的数据进行加密/解密。它还添加了消息身份验证（Integrition）。
完整的工作代码示例是here。
加密引物
潜水之前，我想定义一些密码学术语。
-
secret key基本上是交流方（机器，您和您的朋友...或任何组合）之间的价值。 ）。
-
Plaintext是您要加密的文本，因此除非有人拥有秘密钥匙，否则没有人可以阅读它。 -
Ciphertext是明文的加密结果。 -
cipher是完成加密和解密数据的实际工作的算法。
我们在这里谈论的是称为Symmetric encryption（也称为Secret key encryption），我们使用相同的密钥将我们的纯文本加密到密文，并将密文将ciphertext恢复为宣传。
密码类型
现在让我们谈谈密码。对称密码属于两个主要类别：
- 流密封器：通过一次加密授权的每个位（或字节），生成Ciphertext。
- 和块密码：通过加密明文的固定尺寸块进行操作。
流和块密码是更复杂和偏见的加密公用事业（例如Mac，Hash函数，对称键数字签名方案等）的构建块（无需双关语）。
现在让我们以一个块密码的一个例子，然后进一步深入研究：AES，Advanded Gypryption Standard。
aes是一个块密码，可采用固定尺寸的钥匙和固定尺寸的明文，并返回固定大小的密文。 AES具有基于秘密钥匙长度的三个变体，所有这些变体。
| 秘密钥匙长度 | aes变体 | 块大小 |
|---|---|---|
| 16个字节（128位） | AES-128 | 16个字节（128位） |
| 24个字节（192位） | AES-192 | 16个字节（128位） |
| 32个字节（25 6bits） | AES-256 | 16个字节（128位） |
由于AES的块大小设置为16个字节，因此明文必须至少16个字节。这给我们带来了问题，因为我们希望能够加密/解密任意大小的数据。
让我们现在把它放在一边，让我们看看一个使用AES加密数据的示例。
让我们尝试一下。
package main
import (
"crypto/aes"
"fmt"
)
var (
// We're using a 32 byte long secret key
secretKey string = "N1PCdw3M2B1TfJhoaY2mL736p2vCUc47"
)
func encrypt(plaintext string) (string) {
aes, err := aes.NewCipher([]byte(secretKey))
if err != nil {
panic(err)
}
// Make a buffer the same length as plaintext
ciphertext := make([]byte, len(plaintext))
aes.Encrypt(ciphertext, []byte(plaintext))
return string(ciphertext)
}
func main() {
// This will successfully encrypt.
ciphertext := encrypt("This is some sensitive information")
fmt.Printf("Ciphertext: %x \n", ciphertext)
// This will cause an error since the
// plaintext is less than 16 bytes.
ciphertext = encrypt("Hello")
}
块密码模式
现在回到我们的问题：仅使用AES就不足以获得我们想要的东西：加密任意大小的消息。
这是块密码模式（或操作模式）进入的地方。块密码模式是一种使用块密码来解决特定问题的方法。有很多可用的块密码模式，其中大多数解决了“如何加密任意大小的消息” 的问题。那正是我们想要的！
我绝不是密码学专家，所以我不能，也不会比较块密码模式或深入研究他们的细节。但这是我们需要承受的东西：
单独阻止密码有两个限制：
- 他们只能加密/解密固定尺寸的数据
- 他们只提供机密性，这意味着一个看密文的人不可能在不知道秘密钥匙 的情况下将其恢复为宣传。
创建了块密码模式来解决这两个限制：
- 所有块密码模式都求解尺寸的限制。
- 有些模式只能解决尺寸的限制，而没有其他方式，例如欧洲央行，CBC和Ctr。
- 创建了其他模式以添加身份验证或消息完整性（这些称为组合模式），例如：CCM，GCM＆TKW。
通过使用也提供身份验证的一种模式，我们实际上使用了身份验证的加密，而不是块加密。这是获取完整图片的回顾：
- AES是一个块密码，可以使我们机密。这是 *块加密 *。
- 单独使用AES时，您只能对16个字节长（AES块的大小）进行加密/解密数据。
- 例如，将AES与CBC模式使用，例如，ALEVIAT尺寸限制。这也是块加密。
- 使用与GCM（组合模式）使用AES的AES可实现尺寸限制，但也为我们提供了消息身份验证（完整性）。这是身份验证的加密。
好吧，我们将使用GCM模式BACASE，这是最广泛采用的对称块密码模式之一。 GCM需要应随机生成的IV（初始化向量）（此处使用的术语是nounce，几乎相同）。我们只是在示例中使用一个随机字符串。
使用AES与GCM
让我们看看我们如何做到这一点：
package main
import (
"crypto/aes"
"crypto/cipher"
"fmt"
)
var (
// We're using a 32 byte long secret key
secretKey string = "N1PCdw3M2B1TfJhoaY2mL736p2vCUc47"
// We need a nounce for GCM. Standard size is 12 bytes.
nounce string = "rqhv3CDSDz5G"
)
func encrypt(plaintext string) (string) {
aes, err := aes.NewCipher([]byte(secretKey))
if err != nil {
panic(err)
}
gcm, err := cipher.NewGCM(aes)
if err != nil {
panic(err)
}
ciphertext := gcm.Seal(nil, []byte(nounce), []byte(plaintext), nil)
return string(ciphertext)
}
func decrypt(ciphertext string) (string) {
aes, err := aes.NewCipher([]byte(secretKey))
if err != nil {
panic(err)
}
gcm, err := cipher.NewGCM(aes)
if err != nil {
panic(err)
}
plaintext, err := gcm.Open(nil, []byte(nounce), []byte(ciphertext), nil)
if err != nil {
panic(err)
}
return string(plaintext)
}
func main() {
// This will successfully encrypt & decrypt
ciphertext1 := encrypt("This is some sensitive information")
fmt.Printf("Encrypted ciphertext 1: %x \n", ciphertext1)
plaintext1 := decrypt(ciphertext1)
fmt.Printf("Decrypted plaintext 1: %s \n", plaintext1)
// This will successfully encrypt & decrypt as well.
ciphertext2 := encrypt("Hello")
fmt.Printf("Encrypted ciphertext 2: %x \n", ciphertext2)
plaintext2 := decrypt(ciphertext2)
fmt.Printf("Decrypted plaintext 2: %s \n", plaintext2)
}
您可以看到，我们现在可以对任何任意大小的数据进行加密和解密！如果要将Ciphertext存储在某个地方，则必须用encoding/base64或encoding/hex或类似的东西对其进行编码。
当然，本示例不应像真实的任何东西一样使用。在一个现实世界项目中，人们可能应该使用更好/更容易的库来加密/解密敏感信息，但是通过弄清楚如何使用GO的标准库以及使用对称的加密原始图（例如块密码和块模式），您可以理解关于他们彼此相关的更多信息。
再次，我绝不是安全专家。这篇文章只是我分享我的学习，所以如果我错过了什么，您不了解或其他一般反馈！
，请在评论中告诉我！感谢您的阅读和美好的一天！