介绍
在项目开发中，我们经常会遇到需要使用对称密钥加密的场景，比如客户端调用接口时，参数包含手机号、身份证号或银行卡号等。
对称密钥加密是一种加密方式，其中只有一个密钥用于加密和解密数据。通过对称加密进行通信的实体必须共享该密钥，以便可以在解密过程中使用它。这种加密方法与非对称加密不同，非对称加密使用一对密钥（一个公钥和一个私钥）来加密和解密数据。
AES 算法
常见的对称密钥加密算法有 AES (Advanced Encryption Standard)，DES (Data Encryption Standard) 等，它们都属于分组密码。
因为基于目前计算机的处理能力，可以很快破解 DES 算法，所以 DES 目前已经很少被使用。
AES 是目前最常用的对称密钥加密算法，最初称为 Rijndael。AES 密码每个分组大小是 128 bits，但是它具有三种密钥长度，分别是 AES-128、AES-192 和 AES-256。需要注意的是，在 Golang 标准库提供的接口中，仅支持 AES-128（16 byte），实际上 AES-128 的加密强度已经足够安全。
本文我们主要介绍 Golang 中怎么使用 AES 算法的对称密钥加密。
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实践
AES 算法的分组模式包含 ECB、CBC、CFB、OFB 和 CTR，其中 ECB 和 CBC 使用比较多，虽然 ECB 比 CBC 简单，效率高，但是它的密文有规律，比较容易破解，所以，更推荐大家使用 CBC，本文我们主要介绍使用最多的 CBC 分组模式。
需要注意的是，ECB 和 CBC 分组模式的最后一个分组，需要填充满 16 byte，关于填充模式，限于篇幅，本文不展开介绍，但会提供填充数据和取消填充数据的代码。
Golang 实现 AES 对称加密算法主要分为以下几个步骤：
加密步骤：
- 创建一个新的加密块。
- 获取加密块的大小。
- 填充数据。
- 初始化向量。
- 指定加密块的分组模式。
- 进行加密多个块。
示例代码：
func AESCbcEncrypt(secretKey, src string) string { key := []byte(secretKey) if len(key) > 16 { key = key[:16] } plaintext := []byte(src) block, err := aes.NewCipher(key) if err != nil { panic(err) } blockSize := block.BlockSize() plaintext = Padding(plaintext, blockSize) if len(plaintext)%aes.BlockSize != 0 { panic("plaintext is not a multiple of the block size") } ciphertext := make([]byte, aes.BlockSize+len(plaintext)) iv := ciphertext[:aes.BlockSize] if _, err := io.ReadFull(rand.Reader, iv); err != nil { panic(err) } mode := cipher.NewCBCEncrypter(block, iv) mode.CryptBlocks(ciphertext[aes.BlockSize:], plaintext) return base64.StdEncoding.EncodeToString(ciphertext) }
解密步骤：
- 创建一个新的加密块。
- 初始化向量。
- 指定解密块的分组模式。
- 进行解密多个块。
- 取消填充数据。
示例代码：
func AESCbcDecrypt(secretKey, src string) string { key := []byte(secretKey) ciphertext, _ := base64.StdEncoding.DecodeString(src) block, err := aes.NewCipher(key) if err != nil { panic(err) } if len(ciphertext) < aes.BlockSize { panic("ciphertext too short") } iv := ciphertext[:aes.BlockSize] ciphertext = ciphertext[aes.BlockSize:] if len(ciphertext)%aes.BlockSize != 0 { panic("ciphertext is not a multiple of the block size") } mode := cipher.NewCBCDecrypter(block, iv) mode.CryptBlocks(ciphertext, ciphertext) ciphertext = UnPadding(ciphertext) return string(ciphertext) }
填充示例代码：
func Padding(plainText []byte, blockSize int) []byte { padding := blockSize - len(plainText)%blockSize char := []byte{byte(padding)} newPlain := bytes.Repeat(char, padding) return append(plainText, newPlain...) }
取消填充示例代码：
func UnPadding(plainText []byte) []byte { length := len(plainText) lastChar := plainText[length-1] padding := int(lastChar) return plainText[:length-padding] }
需要注意的是，初始化向量（IV）是随机的，细心的读者朋友们可能已经发现，使用随机 IV ，同一份明文，每次加密得到的密文也都不同。但是，加密和解密使用的 IV 必须相同。
04
总结
本文我们介绍了对称密钥加密的概念，并简单介绍了 AES 算法，最终我们还提供了 Golang 怎么使用 AES 算法的 CBC 分组模式实现对称密钥加密的示例代码，感兴趣的读者朋友，可以自行编写其它分组模式的代码。
本文重点是介绍怎么使用 Go 语言实现对称密钥加密，代码占用篇幅比较多，关于 AES 算法的分组模式和填充模式的详细介绍，感兴趣的读者朋友们可以阅读参考资料给出的链接地址。
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