Go加密解密之DES
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接着RSA加密解密，我们继续来看看DES的加密解密
一、DES简介
DES（Data Encryption Standard）是对称加密算法，也就是加密和解密用相同的密钥。其入口参数有三个：key、data、mode。key为加密解密使用的密钥，data为加密解密的数据，mode为其工作模式。当模式为加密模式时，明文按照64位进行分组，形成明文组，key用于对数据加密，当模式为解密模式时，key用于对数据解密。实际运用中，密钥只用到了64位中的56位，这样才具有高的安全性。DES 的常见变体是三重 DES，使用 168 位的密钥对资料进行三次加密的一种机制；它通常（但非始终）提供极其强大的安全性。如果三个 56 位的子元素都相同，则三重 DES 向后兼容 DES。
DES加密，涉及到加密模式和填充方式，所以，和其他语言加解密时，应该约定好加密模式和填充方式。（模式定义了Cipher如何应用加密算法。改变模式可以容许一个块加密程序变为流加密程序。）
关于分组加密：分组密码每次加密一个数据分组，这个分组的位数可以是随意的，一般选择64或者128位。另一方面，流加密程序每次可以加密或解密一个字节的数据，这就使它比流加密的应用程序更为有用。
在用DES加密解密时，经常会涉及到一个概念：块（block，也叫分组），模式（比如cbc），初始向量（iv），填充方式（padding，包括none，用’\0’填充，pkcs5padding或pkcs7padding）。多语言加密解密交互时，需要确定好这些。比如这么定：
采用3DES、CBC模式、pkcs5padding，初始向量用key充当；另外，对于zero padding，还得约定好，对于数据长度刚好是block size的整数倍时，是否需要额外填充。
二、Go DES加密解密
1、crypto/des包
Go中crypto/des包实现了 Data Encryption Standard (DES) and the Triple Data Encryption Algorithm (TDEA)。查看该包文档，发现相当简单：
定义了DES块大小（8bytes），定义了一个KeySizeError。另外定义了两个我们需要特别关注的函数，即
1func NewCipher(key []byte) (cipher.Block, error)2func NewTripleDESCipher(key []byte) (cipher.Block, error)他们都是用来获得一个cipher.Block。从名字可以很容易知道，DES使用NewCipher，3DES使用NewTripleDESCipher。参数都是密钥（key）
2、crypto/cipher包
那么，cipher这个包是干嘛用的呢？它实现了标准的块加密模式。我们看一下cipher.Block
1type Block interface {2// BlockSize returns the cipher's block size.3BlockSize() int4 5// Encrypt encrypts the first block in src into dst.6// Dst and src may point at the same memory.7Encrypt(dst, src []byte)8 9// Decrypt decrypts the first block in src into dst.10// Dst and src may point at the same memory.11Decrypt(dst, src []byte)12}这是一个接口
对称加密，按块方式，我们经常见到CBC、ECB之类的，这些是加密模式。可以参考：DES加密模式详解 http://linux.bokee.com/6956594.html
Go中定义了一个接口BlockMode代表各种模式
1type BlockMode interface {2// BlockSize returns the mode's block size.3BlockSize() int4 5// CryptBlocks encrypts or decrypts a number of blocks. The length of6// src must be a multiple of the block size. Dst and src may point to7// the same memory.8CryptBlocks(dst, src []byte)9}该包还提供了获取BlockMode实例的两个方法
1func NewCBCDecrypter(b Block, iv []byte) BlockMode2func NewCBCEncrypter(b Block, iv []byte) BlockMode即一个CBC加密，一个CBC解密
对于按流方式加密的，定义了一个接口：
1type Stream interface {2// XORKeyStream XORs each byte in the given slice with a byte from the3// cipher's key stream. Dst and src may point to the same memory.4XORKeyStream(dst, src []byte)5}同样也提供了获取实现该接口的实例
这里，我们只讨论CBC模式
3、加密解密
1）DES
DES加密代码如下：
1func DesEncrypt(origData, key []byte) ([]byte, error) {2block, err := des.NewCipher(key)3if err != nil {4return nil, err5}6origData = PKCS5Padding(origData, block.BlockSize())7// origData = ZeroPadding(origData, block.BlockSize())8blockMode := cipher.NewCBCEncrypter(block, key)9crypted := make([]byte, len(origData))10// 根据CryptBlocks方法的说明，如下方式初始化crypted也可以11// crypted := origData12blockMode.CryptBlocks(crypted, origData)13return crypted, nil14}以上代码使用DES加密（des.NewCipher），加密模式为CBC（cipher.NewCBCEncrypter(block, key)），填充方式PKCS5Padding，该函数的代码如下：
1func PKCS5Padding(ciphertext []byte, blockSize int) []byte {2padding := blockSize - len(ciphertext)%blockSize3padtext := bytes.Repeat([]byte{byte(padding)}, padding)4return append(ciphertext, padtext...)5}可见，数据长度刚好是block size的整数倍时，也进行了填充，如果不进行填充，unpadding会搞不定。
另外，为了方便，初始向量直接使用key充当了（实际项目中，最好别这么做）。
DES解密代码如下：
1func DesDecrypt(crypted, key []byte) ([]byte, error) {2block, err := des.NewCipher(key)3if err != nil {4return nil, err5}6blockMode := cipher.NewCBCDecrypter(block, key)7origData := make([]byte, len(crypted))8// origData := crypted9blockMode.CryptBlocks(origData, crypted)10origData = PKCS5UnPadding(origData)11// origData = ZeroUnPadding(origData)12return origData, nil13}可见，解密无非是调用cipher.NewCBCDecrypter，最后unpadding，其他跟加密几乎一样。相应的PKCS5UnPadding：
1func PKCS5UnPadding(origData []byte) []byte {2length := len(origData)3// 去掉最后一个字节 unpadding 次4unpadding := int(origData[length-1])5return origData[:(length - unpadding)]6}2)、3DES
加密代码：
1// 3DES加密2func TripleDesEncrypt(origData, key []byte) ([]byte, error) {3block, err := des.NewTripleDESCipher(key)4if err != nil {5return nil, err6}7origData = PKCS5Padding(origData, block.BlockSize())8// origData = ZeroPadding(origData, block.BlockSize())9blockMode := cipher.NewCBCEncrypter(block, key[:8])10crypted := make([]byte, len(origData))11blockMode.CryptBlocks(crypted, origData)12return crypted, nil13}对比DES，发现只是换了NewTripleDESCipher。不过，需要注意的是，密钥长度必须24byte，否则直接返回错误。关于这一点，PHP中却不是这样的，只要是8byte以上就行；而Java中，要求必须是24byte以上，内部会取前24byte（相当于就是24byte）。
另外，初始化向量长度是8byte（目前各个语言都是如此，不是8byte会有问题）。然而，如果你用的Go是1.0.3（或以下），iv可以不等于8byte。其实，在cipher.NewCBCEncrypter方法中有注释：
The length of iv must be the same as the Block’s block size.
可是代码中的实现却没有做判断。不过，go tips中修正了这个问题，如果iv不等于block size（des为8），则直接panic。所以，对于加解密，一定要测试，保证iv等于block size，否则可能会panic：
1func NewCBCDecrypter(b Block, iv []byte) BlockMode {2if len(iv) != b.BlockSize() {3panic("cipher.NewCBCDecrypter: IV length must equal block size")4}5return (*cbcDecrypter)(newCBC(b, iv))6}此处之所有用panic而不是返回error，个人猜测，是由于目前发布的版本，该方法没有返回error，修改方法签名会导致兼容性问题，因此用panic了。
解密代码：
1// 3DES解密2func TripleDesDecrypt(crypted, key []byte) ([]byte, error) {3block, err := des.NewTripleDESCipher(key)4if err != nil {5return nil, err6}7blockMode := cipher.NewCBCDecrypter(block, key[:8])8origData := make([]byte, len(crypted))9// origData := crypted10blockMode.CryptBlocks(origData, crypted)11origData = PKCS5UnPadding(origData)12// origData = ZeroUnPadding(origData)13return origData, nil14}三、和其他语言交互：加解密
这次，我写了PHP、Java的版本，具体代码放在github上。这里说明一下，Java中，默认模式是ECB，且没有用”\0″填充的情况，只有NoPadding和PKCS5Padding；而PHP中（mcrypt扩展），默认填充方式是”\0″，而且，当数据长度刚好是block size的整数倍时，默认不会填充”\0″，这样，如果数据刚好是block size的整数倍且结尾字符是”\0″，会有问题。
综上，跨语言加密解密，应该使用PKCS5Padding填充。
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