非对称加密

1. 对称加密的弊端

• 秘钥分发困难

• 可以通过非对称加密完成秘钥的分发

https

Alice 和 Bob通信, Alice给bob发送数据, 使用对称加密的方式

1. 生成一个非对称的秘钥对, bob生成

2. bob将公钥发送给alice

3. alice生成一个用于对称加密的秘钥

4. alice使用bob的公钥就对称加密的秘钥进行加密, 并且发送给bob

5. bob使用私钥就数据解密, 得到对称加密的秘钥

6. 通信的双方使用写好的秘钥进行对称加密数据加密

2. 非对称加密的秘钥

• 不存在秘钥分发困难的问题

2.1 场景分析

数据对谁更重要, 谁就拿私钥

• 直观上看: 私钥比公钥长

• 使用第三方工具生成密钥对: 公钥文件xxx.pub xxx

1. 通信流程, 信息加密 （A写数据, 发送给B, 信息只允许B读）

A: 公钥

B: 私钥

2. 登录认证 （客户端要登录, 连接服务器, 向服务器请求个人数据）

客户端: 私钥

服务器: 公钥

3. 数字签名（表明信息没有受到伪造，确实是信息拥有者发出来的，附在信息原文的后面）

• 发送信息的人: 私钥

• 收到信息的人: 公钥

4. 网银U盾

• 个人: 私钥

• 银行拿公钥

3. 使用RSA非对称加密通信流程

要求: Alice 给 bob发送数据, 保证数据信息只有bob能看到

4. 生成RSA的秘钥对

4.1 一些概念

1. x509证书规范、pem、base64

• pem编码规范 - 数据加密

• base64 - 对数据编码, 可逆

• 不管原始数据是什么, 将原始数据使用64个字符来替代

• a-z A-Z 0-9 + /

2. ASN.1抽象语法标记

3. PKCS1标准

4.2 密钥对生成流程

• 生成私钥操作流程概述

1. 使用rsa中的GenerateKey方法生成私钥

func GenerateKey(random io.Reader, bits int) (priv *PrivateKey, err error)

• rand.Reader -> import “crypto/rand”

• 1024 的整数倍 - 建议

2. 通过x509标准将得到的ras私钥序列化为ASN.1 的 DER编码字符串

func MarshalPKCS1PrivateKey(key *rsa.PrivateKey) []byte

3. 将私钥字符串设置到pem格式块中

初始化一个pem.Block块

  type  Block  struct {

  Type string  // 得自前言的类型（如"RSA PRIVATE KEY"）

  Headers map[string]string  // 可选的头项

  Bytes []byte  // 内容解码后的数据，一般是DER编码的ASN.1结构

  }

4. 通过pem将设置好的数据进行编码, 并写入磁盘文件中

func Encode(out io.Writer, b *Block) error

• out - 准备一个文件指针

• 生成公钥操作流程

1. 从得到的私钥对象中将公钥信息取出

  type  PrivateKey  struct {

  PublicKey // 公钥

  D *big.Int // 私有的指数

  Primes []*big.Int // N的素因子，至少有两个

  // 包含预先计算好的值，可在某些情况下加速私钥的操作

  Precomputed PrecomputedValues

  }

2. 通过x509标准将得到 的rsa公钥序列化为字符串

 func MarshalPKIXPublicKey(pub interface{}) ([]byte, error)

3. 将公钥字符串设置到pem格式块中

 type Block struct {

 Type string // 得自前言的类型（如"RSA PRIVATE KEY"）

 Headers map[string]string // 可选的头项

 Bytes []byte // 内容解码后的数据，一般是DER编码的ASN.1结构

 }

4. 通过pem将设置好的数据进行编码, 并写入磁盘文件

func Encode(out io.Writer, b *Block) error

5. RSA加解密

5.1 RSA加密

1. 将公钥文件中的公钥读出, 得到使用pem编码的字符串

– 读文件

2. 将得到的字符串解码

– pem.Decode

3. 使用x509将编码之后的公钥解析出来

– func ParsePKCS1PrivateKey(der []byte) (key *rsa.PrivateKey, err error)

4. 使用得到的公钥通过rsa进行数据加密

5.2 RSA解密

1. 将私钥文件中的私钥读出, 得到使用pem编码的字符串

2. 将得到的字符串解码

3. 使用x509将编码之后的私钥解析出来

4. 使用得到的私钥通过rsa进行数据解密

6. 哈希算法

6.1 概念

称谓: 单向散列函数, 哈希函数, 杂凑函数, 消息摘要函数

接收的输入: 原像

输出: 散列值, 哈希值, 指纹, 摘要

6.2 单向散列函数特性

1. 将任意长度的数据转换成固定长度的数据

2. 很强的抗碰撞性

3. 不可逆

4. MD4/MD5

• 不安全

• 散列值长度: 128bit == 16byte

2. sha1

• 不安全

• 散列值长度: 160bit == 20byte

3. sha2 - 安全

• sha224

• 散列值长度: 224bit == 28byte

• sha256

• 散列值长度: 256== 32byte

• sha384

• 散列值长度: 384bit == 48byte

• sha512

• 散列值长度: 512bit == 64byte

6.3 go中使用单向散列函数

// 第一种方式, 直接调用sum

// 适用于数据量比较小的情况

func  Sum(data []byte) [Size]byte

// 第二种方式

// 1. 创建哈希接口对象

func  New() hash.Hash

type  Hash  interface {

// 通过嵌入的匿名io.Writer接口的Write方法向hash中添加更多数据，永远不返回错误

io.Writer

// 返回添加b到当前的hash值后的新切片，不会改变底层的hash状态

Sum(b []byte) []byte

// 重设hash为无数据输入的状态

Reset()

// 返回Sum会返回的切片的长度

Size() int

// 返回hash底层的块大小；Write方法可以接受任何大小的数据，

// 但提供的数据是块大小的倍数时效率更高

BlockSize() int

}

type  Writer  interface {

Write(p []byte) (n int, err error)

}

// 2. 往创建出的哈希对象中添加数据

hash.Hash.Write([]byte("添加的数据..."))

hash.Hash.Write([]byte("添加的数据..."))

hash.Hash.Write([]byte("添加的数据..."))

hash.Hash.Write([]byte("添加的数据..."))

// 3. 计算结果, md5就是散列值

md5 := hash.Sum(nil);

// 散列值一般是一个二进制的字符串, 有些字符不可见, 需要格式化

// 格式化为16进制的数字串 - 0-9, a-f

func  EncodeToString(src []byte) string

// 数据转换完成之后, 长度是原来的2倍

1. 计算一个大文件比如1G文件的散列值

2. 使用udp的方式分发秘钥, 进行一个对称加密的通信

• 服务器

• 生成密钥对

• 公钥发送给客户端

• 客户端

• 客户端收到了公钥

• 生成一个秘钥 - 用于对称加密

• 使用公钥加密, 发送给服务器

复习

1. 概念

• 加密三要素

• 明文/密文

• 秘钥

• 算法

• 对称加密和非对称加密

• 对称加密: 加解密使用同一个秘钥, 1个

• 效率高

• 非…: 密钥对

• 公钥加密, 私钥解密

• 私钥加密, 公钥解密

• 对称加密中的公开的加密算法

• des

• 分组长度: 8字节

• 秘钥长度: 8字节

• 3des

• 分组长度: 8字节

• 秘钥长度: 24byte

• aes

• 分组长度: 16字节

• 秘钥长度: 16字节, 24字节, 32字节

• 在go的api中只能使用16字节

• 对称加密的分组模式

• EBC - 不推荐使用

• CBC - 常用的方式

• 准备的数据:

• 初始化向量iv - 字符数组

• 长度 == 明文分组长度

• 加解密初始化向量值必须相同

• 秘钥

• 根据加密算法定

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• OFB - 不推荐使用

• CFB - 不推荐使用

• CTR - 推荐使用, 效率最高

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