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  • 非对称加密

    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

    5. sha1

      • 不安全
      • 散列值长度: 160bit == 20byte

    6. 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

        • 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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