不对称加密（也称为公开密码学）是一个加密系统，用于加密数据的密钥与解密其使用的密钥不同。即使没有共享的秘密密钥，这也可以在各方之间进行安全的通信。在本文中，我们将探讨如何使用GO编程语言实施不对称加密。
生成钥匙对
实现不对称加密的第一步是生成一个钥匙对。密钥对由公钥和一个私钥组成。可以与任何人免费共享公共密钥，而私钥必须保密。
GO的标准库提供了crypto/rand和crypto/rsa软件包，用于生成密码安全的随机数和生成RSA键对。这是如何生成2048位RSA密钥对的示例：
package main
import (
"crypto/rand"
"crypto/rsa"
"crypto/x509"
"encoding/pem"
"os"
)
func main() {
privateKey, err := rsa.GenerateKey(rand.Reader, 2048)
if err != nil {
panic(err)
}
publicKey := &privateKey.PublicKey
privateKeyBytes := x509.MarshalPKCS1PrivateKey(privateKey)
privateKeyPEM := pem.EncodeToMemory(&pem.Block{
Type: "RSA PRIVATE KEY",
Bytes: privateKeyBytes,
})
err = os.WriteFile("private.pem", privateKeyPEM, 0644)
if err != nil {
panic(err)
}
publicKeyBytes, err := x509.MarshalPKIXPublicKey(publicKey)
if err != nil {
panic(err)
}
publicKeyPEM := pem.EncodeToMemory(&pem.Block{
Type: "RSA PUBLIC KEY",
Bytes: publicKeyBytes,
})
err = os.WriteFile("public.pem", publicKeyPEM, 0644)
if err != nil {
panic(err)
}
}
在此示例中，我们使用rsa.GenerateKey函数生成2048位RSA键对。然后，我们使用x509.MarshalPKCS1PrivateKey和x509.MarshalPKIXPublicKey函数将私有钥匙和公共钥匙包装到各自的PEM编码格式中。最后，我们将PEM编码的键写入磁盘。
加密和解密数据
通过生成密钥对，我们现在可以分别使用公共和私钥对数据进行加密和解密数据。要使用公钥加密数据，我们可以使用crypto/x509package的EncryptPKCS1v15函数：
package main
import (
"crypto/rand"
"crypto/rsa"
"crypto/x509"
"encoding/pem"
"fmt"
"io/ioutil"
)
func main() {
publicKeyPEM, err := ioutil.ReadFile("public.pem")
if err != nil {
panic(err)
}
publicKeyBlock, _ := pem.Decode(publicKeyPEM)
publicKey, err := x509.ParsePKIXPublicKey(publicKeyBlock.Bytes)
if err != nil {
panic(err)
}
plaintext := []byte("hello, world!")
ciphertext, err := rsa.EncryptPKCS1v15(rand.Reader, publicKey.(*rsa.PublicKey), plaintext)
if err != nil {
panic(err)
}
fmt.Printf("Encrypted: %x\n", ciphertext)
}
在此示例中，我们首先在public.pem文件中读取PEM编码的公钥。然后，我们将PEM块解码并使用x509.ParsePKIXPublicKey函数解析公钥。最后，我们使用rsa.EncryptPKCS1v15函数使用公共密钥加密明文消息。
要使用私钥解密数据，我们可以使用crypto/rsa软件包的DecryptPKCS1v15函数：
package main
import (
"crypto/rand"
"crypto/rsa"
"crypto/x509"
"encoding/pem"
"fmt"
"io/ioutil"
)
func main() {
privateKeyPEM, err := ioutil.ReadFile("private.pem")
if err != nil {
panic(err)
}
privateKeyBlock, _ := pem.Decode(privateKeyPEM)
privateKey, err := x509.ParsePKCS1PrivateKey(privateKeyBlock.Bytes)
if err != nil {
panic(err)
}
ciphertext := []byte{0x88, 0xaa, 0x63, 0x24, 0x2d, 0x48, 0xfd, 0xb1, 0x63, 0x71, 0x33, 0x17, 0x2a, 0x01, 0xce, 0x15, 0x1b, 0x25, 0xac, 0xcd, 0x35, 0xc1, 0x7c, 0x2a, 0x48, 0x58, 0x79, 0xae, 0x73, 0xf3, 0x5e, 0xc9, 0x89, 0xa7, 0x8a, 0x92, 0xa4, 0x3f, 0x3d, 0xb3, 0x43, 0x1d, 0x01, 0x74, 0xee, 0xd1, 0x1e, 0x95, 0x2b, 0x4f, 0x42, 0x46, 0x0b}
plaintext, err := rsa.DecryptPKCS1v15(rand.Reader, privateKey, ciphertext)
if err != nil {
panic(err)
}
fmt.Printf("Decrypted: %s\n", plaintext)
}
在此示例中，我们首先在private.pem文件中读取PEM编码的私钥。然后，我们将PEM块解码并使用x509.ParsePKCS1PrivateKey函数解析私钥。最后，我们使用rsa.DecryptPKCS1v15函数使用私钥解密密文消息。
结论
在本文中，我们探讨了如何使用GO编程语言实现不对称加密。我们已经展示了如何使用公共和私钥生成RSA密钥对，加密和解密数据。有了这些知识，您现在即使没有共享的秘密密钥也可以在各方之间实施安全的通信。