實現不可逆加密檔案：探索 GodoOS 的安全機制

xpbb發表於2024-12-06
加密GoOdoo

在當今數字化時代，資料安全成為了企業和個人關注的重點。為了保護敏感資訊不被未授權訪問，各種加密技術應運而生。本文將探討 GodoOS 專案中實現的一種不可逆加密檔案的方法，重點介紹其背後的原理和技術細節。

1. 專案背景

GodoOS 是一個基於 Go 語言開發的雲端儲存平臺，旨在為使用者提供高效、安全的資料儲存服務。在設計之初，專案團隊就將資料安全作為核心目標之一。為此，我們引入了一套複雜的加密機制，確保使用者資料在傳輸和儲存過程中不被篡改或竊取，一旦加密，只有密碼才能解開檔案。

2. 不可逆加密的基本概念

不可逆加密，也稱為單向雜湊函式，是一種將任意長度的資料轉換為固定長度的摘要值的過程。這種轉換是不可逆的，即無法從摘要值反推出原始資料。常見的單向雜湊函式有 MD5、SHA-1、SHA-256 等。在 GodoOS 中，我們使用了 MD5 演算法對密碼進行雜湊等多重加密處理，確保無法被逆向破解。

3. GodoOS 中的加密實現

3.1 金鑰對生成

GodoOS 採用 RSA 演算法生成公鑰和私鑰對。RSA 是一種非對稱加密演算法，使用公鑰加密的資料只能用對應的私鑰解密，反之亦然。生成金鑰對的程式碼如下：

func GenerateRSAKeyPair(bits int) (*rsa.PrivateKey, *rsa.PublicKey, error) {
    privateKey, err := rsa.GenerateKey(rand.Reader, bits)
    if err != nil {
        return nil, nil, err
    }
    publicKey := &privateKey.PublicKey
    return privateKey, publicKey, nil
}

3.2 檔案加密

檔案加密過程分為以下幾個步驟：

  1. 生成金鑰對：呼叫 GenerateRSAKeyPair 函式生成 RSA 金鑰對。
  2. 雜湊密碼：使用 MD5 演算法對使用者提供的密碼進行雜湊處理，生成一個固定長度的金鑰。
  3. 加密私鑰：使用 AES 演算法對生成的私鑰進行加密，確保私鑰的安全性。
  4. 加密檔案內容：使用公鑰對檔案內容進行加密。 具體實現如下：
func EncodeFile(password string, longText string) (string, error) {
    privateKey, publicKey, err := GenerateRSAKeyPair(1024)
    if err != nil {
        fmt.Println("生成RSA金鑰對失敗:", err)
        return "", err
    }
    // 使用公鑰加密
    encryptedText := ""
    if len(longText) > 0 {
        encryptedText, err = EncryptLongText(longText, publicKey)
        if err != nil {
            return "", fmt.Errorf("加密失敗:%v", err)
        }
    }

    pwd, err := hashAndMD5(password)
    if err != nil {
        return "", fmt.Errorf("加密密碼失敗:%v", err)
    }
    encryptedPrivateKey, err := EncryptPrivateKey(privateKey, pwd)
    if err != nil {
        fmt.Println("加密私鑰失敗:", err)
        return "", fmt.Errorf("加密私鑰失敗")
    }

    // 對 encryptedPrivateKey 進行 Base64 編碼
    base64EncryptedPrivateKey := base64.URLEncoding.EncodeToString([]byte(encryptedPrivateKey))

    // 將 Base64 編碼後的字串轉換為十六進位制字串
    hexEncodedPrivateKey := hex.EncodeToString([]byte(base64EncryptedPrivateKey))

    return "@" + hexEncodedPrivateKey + "@" + encryptedText, nil
}

3.3 檔案解密

  • 檔案解密過程與加密過程相反，主要包括以下步驟：
  1. 解碼私鑰：將加密後的私鑰從十六進位制字串轉換為 Base64 編碼字串，再解碼為原始的加密私鑰。
  2. 解密私鑰：使用使用者提供的密碼對加密私鑰進行解密，恢復原始的私鑰。
  3. 解密檔案內容：使用恢復的私鑰對檔案內容進行解密。

具體實現如下：

func DecodeFile(password string, encryptedData string) (string, error) {
    // 去掉開頭的@
    log.Printf("encryptedData: %s", encryptedData)
    if !strings.HasPrefix(encryptedData, "@") {
        return "", fmt.Errorf("無效的加密資料格式")
    }
    encryptedData = encryptedData[1:]

    // 分割加密的私鑰和加密的文字
    parts := strings.SplitN(encryptedData, "@", 2)
    log.Printf("parts:%v", parts)
    if len(parts) == 1 {
        return "", nil
    }
    if len(parts) != 2 {
        return "", fmt.Errorf("無效的加密資料格式")
    }

    hexEncodedPrivateKey := parts[0]
    encryptedText := parts[1]
    if len(encryptedText) == 0 {
        return "", nil
    }

    // 將十六進位制字串轉換回 Base64 編碼字串
    base64DecodedPrivateKey, err := hex.DecodeString(hexEncodedPrivateKey)
    if err != nil {
        return "", fmt.Errorf("十六進位制字串解碼失敗:%v", err)
    }

    // 將 Base64 編碼字串解碼回原始的 encryptedPrivateKey
    encryptedPrivateKey, err := base64.URLEncoding.DecodeString(string(base64DecodedPrivateKey))
    if err != nil {
        return "", fmt.Errorf("Base64字串解碼失敗:%v", err)
    }

    pwd, err := hashAndMD5(password)
    if err != nil {
        return "", fmt.Errorf("加密密碼失敗:%v", err)
    }

    // 解密私鑰
    privateKey, err := DecryptPrivateKey(string(encryptedPrivateKey), pwd)
    if err != nil {
        return "", fmt.Errorf("解密私鑰失敗:%v", err)
    }

    // 解密文字
    decryptedText, err := DecryptLongText(encryptedText, privateKey)
    if err != nil {
        return "", fmt.Errorf("解密文字失敗:%v", err)
    }

    return decryptedText, nil
}

4. 安全性分析

GodoOS 的加密機制結合了多種加密演算法，確保了資料的安全性：

  • RSA 演算法：非對稱加密演算法，確保只有擁有私鑰的人才能解密資料。
  • AES 演算法：對稱加密演算法，用於加密私鑰，增加安全性。
  • MD5 雜湊：單向雜湊函式，確保密碼的安全性，防止密碼被逆向破解。

透過這些技術的綜合應用，GodoOS 實現了高效且安全的資料加密和解密功能，為使用者提供了一個可靠的資料儲存平臺。

5. 結論

GodoOS 專案透過結合 RSA、AES 和 MD5 等多種加密演算法，實現了一套強大的檔案加密機制。這套機制不僅保證了資料的安全性，還提供了高效的加密和解密效能。在未來的發展中，GoDoos 將繼續最佳化和完善其加密技術，為使用者提供更加安全、可靠的雲端儲存服務。

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