Golang實現ECB模式3DES演算法

agamem發表於2019-02-16
Golang模式3D演算法

簡介

因專案需要使用ECB模式下的3DES演算法加解密資訊，golang預設只提供CBC模式，只能自己實現ECB模式。
參考https://segmentfault.com/a/11…，文章對ECB模式的DES有解釋，並實現了部分DES演算法樣例。這裡把演算法補全，提供3DES演算法實現。

基礎

3DES
3DES演算法就是採用一個長度為24位元組的金鑰，將金鑰分成各8位元組的3份子金鑰：K1、k2、k3。使用這3個金鑰對明文進行加密、解密處理，如下：
E(k,d)、D(k,d)分別表示使用金鑰k對資料d進行加密或解密，返回加密或解密後的資料。

3DES加密過程：
E(k3,D(k2,E(k1,d)))
意思為：將明文d先用k1加密，得到密文d1；對d1再用k2做解密處理，得到密文d2；再對d2用k3做加密處理，得到最終密文。
3DES解密過程與加密相反：
D(k1,E(k2,D(k3,d)))
意思為：將密文d先用k3解密，得到密文d1；對d1再用k2做加密處理，得到密文d2；再對d2用k1做解密處理，得到最終明文。

填充
填充方式採用PKCS5Padding，程式碼照搬如下：

func PKCS5Padding(ciphertext []byte, blockSize int) []byte {
    padding := blockSize - len(ciphertext)%blockSize
    padtext := bytes.Repeat([]byte{byte(padding)}, padding)
    return append(ciphertext, padtext...)
}

func PKCS5Unpadding(origData []byte) []byte {
    length := len(origData)
    unpadding := int(origData[length-1])
    return origData[:(length - unpadding)]
}

填充過程就是要把明文長度湊成8的整數倍，少幾個就填充幾個對應的數字。如少4個位元組才滿8的倍數，那就填充4個0x04；如果明文剛好是8的倍數，就要再填充8個0x08。
解密後，要把填充的資料刪除，就取最後一個位元組的值，按值刪掉最後幾個位元組。(設計的很巧妙)

程式碼

完整的程式碼：

package tripledesecb
import (
    "bytes"
    "crypto/des"
    "errors"
    "fmt"
    "golang.org/x/crypto/pbkdf2"
)

//ECB PKCS5Padding
func PKCS5Padding(ciphertext []byte, blockSize int) []byte {
    padding := blockSize - len(ciphertext)%blockSize
    padtext := bytes.Repeat([]byte{byte(padding)}, padding)
    return append(ciphertext, padtext...)
}

//ECB PKCS5Unpadding
func PKCS5Unpadding(origData []byte) []byte {
    length := len(origData)
    unpadding := int(origData[length-1])
    return origData[:(length - unpadding)]
}

//Des加密
func encrypt(origData, key []byte) ([]byte, error) {
    if len(origData) < 1 || len(key) < 1 {
        return nil, errors.New("wrong data or key")
    }
    block, err := des.NewCipher(key)
    if err != nil {
        return nil, err
    }
    bs := block.BlockSize()
    if len(origData)%bs != 0 {
        return nil, errors.New("wrong padding")
    }
    out := make([]byte, len(origData))
    dst := out
    for len(origData) > 0 {
        block.Encrypt(dst, origData[:bs])
        origData = origData[bs:]
        dst = dst[bs:]
    }
    return out, nil
}

//Des解密
func decrypt(crypted, key []byte) ([]byte, error) {
    if len(crypted) < 1 || len(key) < 1 {
        return nil, errors.New("wrong data or key")
    }
    block, err := des.NewCipher(key)
    if err != nil {
        return nil, err
    }
    out := make([]byte, len(crypted))
    dst := out
    bs := block.BlockSize()
    if len(crypted)%bs != 0 {
        return nil, errors.New("wrong crypted size")
    }

    for len(crypted) > 0 {
        block.Decrypt(dst, crypted[:bs])
        crypted = crypted[bs:]
        dst = dst[bs:]
    }

    return out, nil
}

//[golang ECB 3DES Encrypt]
func TripleEcbDesEncrypt(origData, key []byte) ([]byte, error) {
    tkey := make([]byte, 24, 24)
    copy(tkey, key)
    k1 := tkey[:8]
    k2 := tkey[8:16]
    k3 := tkey[16:]

    block, err := des.NewCipher(k1)
    if err != nil {
        return nil, err
    }
    bs := block.BlockSize()
    origData = PKCS5Padding(origData, bs)

    buf1, err := encrypt(origData, k1)
    if err != nil {
        return nil, err
    }
    buf2, err := decrypt(buf1, k2)
    if err != nil {
        return nil, err
    }
    out, err := encrypt(buf2, k3)
    if err != nil {
        return nil, err
    }
    return out, nil
}

//[golang ECB 3DES Decrypt]
func TripleEcbDesDecrypt(crypted, key []byte) ([]byte, error) {
    tkey := make([]byte, 24, 24)
    copy(tkey, key)
    k1 := tkey[:8]
    k2 := tkey[8:16]
    k3 := tkey[16:]
    buf1, err := decrypt(crypted, k3)
    if err != nil {
        return nil, err
    }
    buf2, err := encrypt(buf1, k2)
    if err != nil {
        return nil, err
    }
    out, err := decrypt(buf2, k1)
    if err != nil {
        return nil, err
    }
    out = PKCS5Unpadding(out)
    return out, nil
}

上面的程式碼，稍微改一下就可以開放出ecb模式的des演算法，我用不上，就沒放出來。

剛開始用golang，也是第一次在segmentfault上發文，輕拍！

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