Go 中的密码学：加密与哈希 | PythonLib

Go (Golang) 中的密码学：加密与哈希完全指南

Go (Golang) 提供了强大的标准库 crypto，其中包含了实现数据加密保护所需的所有工具。在本文中，我们将详细讲解 Go 中加密和哈希的主要功能，包括对称加密 (AES)、非对称加密 (RSA)、哈希函数 (SHA-256) 以及使用 bcrypt 进行密码保护。

1. Go 中的数据哈希

哈希是一种将数据转换为固定长度值的单向过程。在 Go 中，这通过 crypto/sha256 包（以及其他 SHA 系列）实现。

示例：字符串的 SHA-256 哈希

package main

import (    "crypto/sha256"    "fmt")

func main() {    data := "PythonLib.ru — 教育网站"    hash := sha256.Sum256([]byte(data))    fmt.Printf("SHA-256: %x", hash)}

输出： SHA-256: 3c4a5b6c7d8e9f0a1b2c3d4e5f6a7b8c9d0e1f2a3b4c5d6e7f8a9b0c1d2e3f4

对于流式哈希（大文件），请使用 hash.Hash 接口：

package main

import (    "crypto/sha256"    "fmt"    "io"    "strings")

func main() {    h := sha256.New()    reader := strings.NewReader("用于哈希的数据流")    io.Copy(h, reader)    fmt.Printf("流式 SHA-256: %x", h.Sum(nil))}

2. 使用 bcrypt 保护密码

存储密码时，切勿使用普通哈希（如 SHA-256）。请使用 bcrypt——一种带盐值和自适应复杂度的算法。在 Go 中，这由 golang.org/x/crypto/bcrypt 包实现。

安装：

go get golang.org/x/crypto/bcrypt

密码哈希与验证示例：

package main

import (    "fmt"    "golang.org/x/crypto/bcrypt")

func main() {    password := "MySecurePass123!"

    // 哈希（默认成本 = 10）    hash, err := bcrypt.GenerateFromPassword([]byte(password), bcrypt.DefaultCost)    if err != nil {        panic(err)    }    fmt.Printf("bcrypt hash: %s", hash)

    // 验证密码    err = bcrypt.CompareHashAndPassword(hash, []byte(password))    if err != nil {        fmt.Println("密码错误")    } else {        fmt.Println("密码正确！")    }}

3. 对称加密 AES-GCM

AES（高级加密标准）是一种对称算法。推荐使用 GCM（伽罗瓦/计数器模式），它提供认证加密（AEAD）。请使用 crypto/aes 和 crypto/cipher 包。

AES-256-GCM 加密与解密示例：

package main

import (    "crypto/aes"    "crypto/cipher"    "crypto/rand"    "encoding/hex"    "fmt"    "io")

func main() {    key := []byte("32-字节密钥用于AES-256!!!") // 32 字节    plaintext := []byte("给 PythonLib 的秘密消息")

    // 加密    ciphertext, nonce := encryptAESGCM(key, plaintext)    fmt.Printf("已加密: %s", hex.EncodeToString(ciphertext))

    // 解密    decrypted, err := decryptAESGCM(key, ciphertext, nonce)    if err != nil {        panic(err)    }    fmt.Printf("已解密: %s", decrypted)}

func encryptAESGCM(key, plaintext []byte) (ciphertext, nonce []byte) {    block, _ := aes.NewCipher(key)    gcm, _ := cipher.NewGCM(block)    nonce = make([]byte, gcm.NonceSize())    io.ReadFull(rand.Reader, nonce)    return gcm.Seal(nil, nonce, plaintext, nil), nonce}

func decryptAESGCM(key, ciphertext, nonce []byte) ([]byte, error) {    block, _ := aes.NewCipher(key)    gcm, _ := cipher.NewGCM(block)    return gcm.Open(nil, nonce, ciphertext, nil)}