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Golang AES 加解密

恋喵大鲤鱼

发布于 2022-05-09 03:15:54

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AES 简介

利用 Go 提供的 AES 加解密与 Base64 编解码包，我们可以轻松实现 AES 加解密。实现之前，首先了解一下 AES 的基本知识。

AES（Advanced Encryption Standard）高级加密标准，是流行的对称加密算法，由美国国家标准与技术研究院（NIST）于 2001 年发布，用于取代 DES。Rijndael 算法是 AES 标准的一个实现，一般说 AES 指的就是 Rijndael 算法。

（1）AES 有 5 种加密模式，分别是：

电子密码本模式（ECB，Electronic Code Book）；
加密块链模式（CBC，Cipher Block Chaining），如果明文长度不是分组长度 16 字节的整数倍需要进行填充；
计数模式（CTR，Counter）；
密码反馈模式（CFB，Cipher FeedBack）；
输出反馈模式（OFB，Output FeedBack）。

（2）AES 是对称分组加密算法，每组长度为 128bits，即 16 字节。

（3）AES 秘钥的长度只能是16、24 或 32 字节，分别对应三种加密模式 AES-128、AES-192 和 AES-256，三者的区别是加密轮数不同。

AES	分组长度(字节)	密钥长度(字节)	加密轮数
AES-128	16	16	10
AES-192	16	24	12
AES-256	16	32	14

AES 加解密实现

下面以 CBC 模式为例，实现 AES 加解密。

package main

import (
    "fmt"
    "crypto/cipher"
    "crypto/aes"
    "bytes"
    "encoding/base64"
)

// PKCS7Padding fills plaintext as an integral multiple of the block length
func PKCS7Padding(p []byte, blockSize int) []byte {
	pad := blockSize - len(p)%blockSize
	padtext := bytes.Repeat([]byte{byte(pad)}, pad)
	return append(p, padtext...)
}

// PKCS7UnPadding removes padding data from the tail of plaintext
func PKCS7UnPadding(p []byte) []byte {
	length := len(p)
	paddLen := int(p[length-1])
	return p[:(length - paddLen)]
}

// AESCBCEncrypt encrypts data with AES algorithm in CBC mode
// Note that key length must be 16, 24 or 32 bytes to select AES-128, AES-192, or AES-256
// Note that AES block size is 16 bytes
func AESCBCEncrypt(p, key []byte) ([]byte, error) {
	block, err := aes.NewCipher(key)
	if err != nil {
		return nil, err
	}

	p = PKCS7Padding(p, block.BlockSize())
	ciphertext := make([]byte, len(p))
	blockMode := cipher.NewCBCEncrypter(block, key[:block.BlockSize()])
	blockMode.CryptBlocks(ciphertext, p)
	return ciphertext, nil
}

// AESCBCDecrypt decrypts cipher text with AES algorithm in CBC mode
// Note that key length must be 16, 24 or 32 bytes to select AES-128, AES-192, or AES-256
// Note that AES block size is 16 bytes
func AESCBCDecrypt(c, key []byte) ([]byte, error) {
	block, err := aes.NewCipher(key)
	if err != nil {
		return nil, err
	}

	plaintext := make([]byte, len(c))
	blockMode := cipher.NewCBCDecrypter(block, key[:block.BlockSize()])
	blockMode.CryptBlocks(plaintext, c)
	return PKCS7UnPadding(plaintext)
}

// Base64AESCBCEncrypt encrypts data with AES algorithm in CBC mode and encoded by base64
func Base64AESCBCEncrypt(p, key []byte) (string, error) {
	c, err := AESCBCEncrypt(p, key)
	if err != nil {
		return "", err
	}
	return base64.StdEncoding.EncodeToString(c), nil
}

// Base64AESCBCDecrypt decrypts cipher text encoded by base64 with AES algorithm in CBC mode
func Base64AESCBCDecrypt(c string, key []byte) ([]byte, error) {
	oriCipher, err := base64.StdEncoding.DecodeString(c)
	if err != nil {
		return nil, err
	}
	p, err := AESCBCDecrypt(oriCipher, key)
	if err != nil {
		return nil, err
	}
	return p, nil
}

使用示例如下：

func main() {
   	p := []byte("plaintext")
	key := []byte("12345678abcdefgh")
	
	ciphertext, _ := Base64AESCBCEncrypt(p, key)
	fmt.Println(ciphertext)

	plaintext, _ := Base64AESCBCDecrypt(ciphertext, key)
	fmt.Println(string(plaintext))
}

运行输出：

A67NhD3RBiNaMgG6HTm8LQ==
plaintext

小结

以上代码已放到开源 Go 工具库 go-huge-util，大家如果需要，可直接通过 go mod 方式进行 import 然后使用。

import (
	huge "github.com/dablelv/go-huge-util"
)

p := []byte("plaintext")
key := []byte("12345678abcdefgh")

ciphertext, _ := huge.Base64AESCBCEncrypt(p, key)			// A67NhD3RBiNaMgG6HTm8LQ==
plaintext, _ := huge.Base64AESCBCDecrypt(ciphertext, key)	// plaintext